Socialisation à l'interface air-liquide : une analyse génomique fonctionnelle des gènes liés au biofilm lors de la formation de pellicules par Escherichia coli et son interaction avec Aeromonas australiensis

Citation

Xu, Z.S., Zhu, T., Wang, Z., Yang, X., Gänzle, M.G. (2023). Socializing at the Air-Liquid Interface: a Functional Genomic Analysis on Biofilm-Related Genes during Pellicle Formation by Escherichia coli and Its Interaction with Aeromonas australiensis. Applied and Environmental Microbiology, [online] 89(7), http://dx.doi.org/10.1128/aem.00456-23

Résumé en langage clair

Des biofilms peuvent se former sur des surfaces solides abiotiques et à l'interface air-liquide; lorsqu’ils se forment à cette interface, on les appelle pellicules. Nous avons étudié les facteurs contribuant à la formation de pellicules par l’E. coli au moyen d'une analyse génomique comparative et d'une caractérisation phénotypique. Nous avons constaté qu’il n’y aucun gène particulier qui différencie les souches qui forment des pellicules et celles qui n’en forment pas. La communication interspécifique par détection de quorum contribue à la régulation du changement de pellicule en biofilm associé à la surface. Ces découvertes élargissent les connaissances sur les cascades de régulation associées à la formation des pellicules et permettront de mieux contrôler les biofilms dans les conditions propres aux systèmes de production alimentaire.

Résumé

Les pellicules sont des biofilms qui se forment à l'interface air-liquide. Nous avons montré que certaines souches d'Escherichia coli formaient des pellicules en coculture avec Carnobacterium maltaromaticum et avec la souche d’E. coli O157:H7, mais pas avec Aeromonas australiensis. Nous avons donc combiné des analyses génomiques, mutationnelles et transcriptomiques comparatives pour identifier les gènes associés à la formation de pellicules et étudier la régulation des gènes au cours de différentes phases de croissance. Notre étude montre que les souches formant des pellicules ne portent pas des gènes différents de ceux des souches ne formant pas de pellicules, mais que le niveau d'expression des gènes associés au biofilm diffère, en particulier dans le cas des gènes codant la protéine curli. En outre, la région régulatrice de la biosynthèse de la curli est phylogénétiquement différente entre les souches formant des pellicules et celles n'en formant pas. La perturbation de la cellulose modifiée et de la région régulatrice de la biosynthèse du curli supprime la formation de pellicules chez ces dernières souches d'E. coli. D’ailleurs, l'ajout de molécules de détection du quorum (C4-homosérines lactones [C4-HSL]), produites par des espèces d’Aeromonas, a supprimé la formation de pellicules chez les souches formant des pellicules, ce qui laisse croire que la détection du quorum joue un rôle dans la formation de pellicules. La délétion du gène du récepteur autoinducteur sdiA de l’E. coli n'a pas rétabli la formation de pellicules en coculture avec l’A. australiensis, mais modulait le niveau d’expression des gènes de biosynthèse de la curli et de la cellulose, ce qui se traduisait par une pellicule plus mince. En résumé, l’étude nous a permis d’identifier les déterminants génétiques de la formation de pellicules, de caractériser le changement de pellicule en biofilm associé à la surface dans des cocultures de deux espèces et ainsi de mieux comprendre les mécanismes de formation de pellicules chez les E. coli et les bactéries apparentées.

Date de publication

2023-07-01

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