Comment les bactéries aquatiques révolutionnent l’innovation technologique ?

Cette étude révèle comment les bactéries aquatiques innovantes des zones humides classées Ramsar d’Oran et de Bechar démontrent des activités enzymatiques prometteuses. Découvrez pourquoi ces souches pourraient transformer notre compréhension des écosystèmes aquatiques et leur potentiel écologique.

5. contenu plasmidique :

L’approfondissement de la caractérisation des souches aquatiques nous a amené jusqu’au stade génétique d’où on a exercé une analyse du profil plasmidique de ces souches isolées à partir des 3 zones humides pour une étude assez complète :

Les 8 souches bactériennes aquatiques sélectionnées pour cette épreuve appartenant aux familles Bacillaceae et Pseudomonaceae ont été choisis parce qu’elles ont données de bonnes activités polysaccharolytiques ainsi on a choisi 8 autres souches appartenant à la famille des Enterobactereaceae qui ne présente aucune activité polysaccharolytique à savoir que l’ensemble des 16 souches des 3 familles distinctives présentent une résistance remarquable à certains antibiotiques ce qui reflète théoriquement leur richesse en plasmides :

L’ensemble des données de la séparation électro-phorétique qui suit l’extraction plasmidique sont regroupées dans Les photos 26 et 27 et mentionnées aux tableaux 44 et 45

L’authenticité des souches aquatiques peut être déterminée sur la base du contenu plasmidique et la résistance à certains antibiotiques et autres critères biochimiques y compris l’activité enzymatique polysaccharolytique.

Tableau 44 : Caractères enzymatiques de résistances aux ATB et plasmidique des bactéries aquatiques appartenant à la famille des Enterobactereaceae mis en électrophorèse.

ND : non déterminé S : sensible

[20_bacteries-aquatiques-etude-innovante-sur-leur-potentiel_1]

Source: A7

A9

M9

A8

M8

M7

T7

T8

I : intermédiaire R : résistance

+ : présence

Photo 26 : le profil plasmidique de quelques bactéries qui ne présentent aucune activité polysaccharolytique isolées à partir de trois zones humides (Djorf torba, Macta, Télamine) appartenant à la famille des Enterobactereaceae

Tableau 45 : Caractères enzymatiques de résistance aux ATB et plasmidique des bactéries aquatiques appartenant à la famille des Bacillaceae et Pseudomonaceae mis en électrophorèse

ND : non déterminé S : sensible

[20_bacteries-aquatiques-etude-innovante-sur-leur-potentiel_2]

Source: A1 A12

M1 M12 T12

A3

M3

T3

I : intermédiaire R : résistance

+ : présence

Photo27: le profil plasmidique de quelques bactéries présentant une activité enzymatique polysaccharolytique importante isolées à partir de trois zones humides (Djorf torba, Macta, Télamine) appartenant à la famille des Bacillaceae et Pseudomonaceae

Tableau 46 : Evaluation des tailles d’ADN plasmidique des bactéries aquatiques appartenant à la famille des Enterobacteraceae, Bacillaceae et Pseudomonaceae par approche comparative selon (Sarlin,2008).

La technique d’extraction que nous avons appliquée est celle préconisé par Zaghloul ,1985 la technique de mini préparation appelé autrement la lyse alcaline est très répondues dans le domaine de biologie moléculaire surtout celle qui fait l’étude de la génétique des bactéries (Medraoui, 2010).

Les démarches de la mini préparation consistent à lyser les cellules bactériennes par un détergent en milieu alcalin (SDS-NaOH) afin de libérer l’ADN génomique et les protéines qui seront précipités et séparés par centrifugation à la fin de la procédure le surnageant contenant l’ADN plasmidique sera additionné à un volume d’éthanol de 95% ou 70% qui fait précipiter les plasmides en les restituant leur propriétés physicochimiques ainsi la dissolution des sels.

L’avantage majeur présenté par la technique c’est permettre une purification d’une fine quantité 5µg d’ADN plasmidique à partir d’une culture de 5 ml, autres avantages essentiels seront la rapidité de la technique et la qualité de l’ADN plasmidique purifié.

En plus cette technique a montré qu’il est possible d’utiliser l’acétate de potassium défois remplacé par l’acétate de sodium pour purifier les plasmides, il s’est avéré que cette technique est rendue difficile en raison de la résistance d’un certains nombre de bactéries comme les mycobactéries, ceci est signalé par plusieurs auteurs (Medraoui,2010 ;Sarlin,2008),ces derniers ont également rapporté que malgré les inconvénients de cette technique il a été possible d’obtenir des purifications plasmidique importantes aussi bien chez quelques bactéries.

En comparant la technique de mini préparation avec celle décrite par Lin, 1991 ; nous permettre de voir les différences distinctives suivantes :

• Suspendre les protéines de la bactérie se fait à faible vitesse de centrifugation par apport au protocole de Lin, 1991.
• L’utilisation du phénol dans le protocole de Lin, 1991 influe la pureté de contenue de plasmides et peut conduire à une dénaturation.
• L’élimination des protéines se fait par l’action du phénol dans le protocole de Lin, 1991 tandis que dans notre technique de mini préparation se fait par l’action de l’acétate est aboutit à un ADN plasmidique d’une pureté assez grande.

Toute fois, les différences observées au niveau des résultats des techniques d’extractions témoignent que la purification de plasmides par cette technique (mini-préparation) est la meilleure.

Avant de procéder à l’analyse du profil plasmidique il faut tenir en compte l’épaisseur de la bande migré et sa fluorescence ainsi la distance parcourue car ces trois paramètres reflètent le nombre de copies d’ADN plasmidique, sa concentration et son poids moléculaire.

Profil plasmidique des Pseudomonaceae :

A3 : une bande de fluorescence faible et épaisseur indéfinie avec distance parcourue de 20 mm.

M3 : une bande de fluorescence faible et épaisseur indéfinie avec distance parcourue de 20 mm.

T3 : une bande de fluorescence faible et épaisseur indéfinie avec distance parcourue de 20 mm.

Ce qui correspond à un poids moléculaire de 2889 pb.

Profil plasmidique des Bacillaceae :

A1 : plusieurs bandes de fluorescence et épaisseur variables du faible au moyenne et forte.

A12 : plusieurs bandes de fluorescence et épaisseur variables du faible au moyenne et forte.

M1 : plusieurs bandes de fluorescence faible et moyenne avec épaisseur apparenté.

M12 : plusieurs bandes de fluorescence faible et moyenne avec épaisseur apparenté.

T12 : plusieurs bandes de fluorescence et épaisseur variables des faibles au moyennes et fortes.Les distances parcourues variaient de 80, 60,45 mm, ce qui correspond à un poids moléculaire de 445-1334-2000 pb.

Profil plasmidique des Enterobacteraceae :

A7 : deux bandes de fluorescence fortes et épaisseur variables.

A9 : trois bandes de fluorescence variables et épaisseur apparenté M9 : trois bandes de fluorescence variables et épaisseur apparenté. A8 : trois bandes de fluorescence variables et épaisseur apparenté. M8 : trois bandes de fluorescence variables et épaisseur apparenté. M7 : trois bandes de fluorescence fortes et épaisseur variables.

T7: deux bandes de fluorescence fortes et épaisseur variables.

T8 : absence de bandes (aucune migration).

Les distances parcourues variaient de 70, 50,45 mm, ce qui correspond à un poids moléculaire de 257-1778-2000pb.

L’auteur (Brisabois, 2001) a mis le lien théoriquement entre l’antibiorésistance et le profil plasmidique en indiquant que les plasmides hébergés par salmonella codent en particulier pour de propriétés de résistances aux antibiotiques ,ce-ci peut etre généralisé pour tous les genres de la famille des Enterobactereaceae, cependant le nombre de bande de chaque bactérie marque sa richesse en plasmides d’une part et d’autres parts son aptitude d’être antibiorésistante car chaque bande représente un ou plusieures copies de plasmides de la même taille portant au moins un gène de résistance comme par exemple un gène codant pour des Β-lactamases, transférases ou acétylasses ainsi le nombre de bande assez important qualifié la bactérie d’être polysaccharolytique soit amylolytique, cellulolytique ou pectinolytique car à titre d’exemple et selon (Dieng,1999) au moins une copie de gène d’amylase peut être présente sur plasmide la même hypothèse peut être dite pour les gènes de cellulases et pectinases qui soit fortement probable d’avoir plusieurs copies sur les plasmides que sur le génome chromosomique ceci est remarqué chez les Bacillaceae car leur profil plasmidique comporte plusieurs bandes de formes diverses et de forte luminosité alors que dans l’autre coté les Pseudomonaceae font l’exception par le nombre de bandes réduit et de luminosité faible pour les 3 souches mis en électrophorèse suite probablement à une éventuelle perte de plasmides causée par la longue conservation que ces bactéries ont subit à noter aussi une deuxième exception pour les bactéries appartenant à la famille des Enterobacteraceae qui ont présenté des nombres assez important de bandes plasmidiques sauf pour la souche T8 malgré que cette dernière famille est inactive envers la dégradation des polysaccharides d’ailleurs ceci est approuvé par nos résultats obtenues concernant l’activité polysaccharolytique ,les raison reste méconnues

la taille des plasmides de résistance se situe généralement entre 1 et 400 kb selon (Courvalin et Trieu, 1990), alors qu’en générale les plasmides bactériens y compris les R et les plasmides conjuguais se situent dans cette intervalle ,les plasmides extraits de nos souches aquatiques pour les trois familles variaient de 200 à 3000 pb une taille qui se situe dans l’intervalle pour les Pseudomonaceae et qui dépasse pour les Enterobacteraceae et Bacillaceae par apport de ce qui a été décrit en littérature, la taille des plasmides d’activité enzymatique y compris celle polysaccharolytique son théoriquement dans l’intervalle citée par Courvalin et al,1990,mais généralement ces tailles représentent des petits plasmides,

selon (Medraoui,2011) les plasmides surenroulés migrent les premiers vue leur légèreté ainsi leur petites tailles le cas des bandes remarquées dans les profils electrophorétiques des Bacillaceae et chez quelques souches d’Enterobactereaceae alors que les plasmides lysés prenant des forme libres sont un peu lourd et migrent lentement que les précédant ce qui est vue dans certains profil electrophorétiques des Bacillaceae et enterbacteraceae et distinguent les profils des 3 souches des Pseudomonaceae

d’après ce qui a été décrit dans la littérature ,on peut dire que la taille des plasmides porteur de gènes d’activité polysaccharolytique se situe dans l’intervalle citée précédemment en tenant compte que les gènes de l’activité enzymatique circulent et sont appelées gènes mobiles ou sauteurs du génome bactérien à un plasmide chose pareil pour les gènes de résistance, les tailles des petits plasmides récepteurs de ces gènes mobiles augmentent et une acquisition de nouvelle propriétés pour la bactérie par exemple une restitution d’une activité enzymatique lytique

on sait bien que la transmission des plasmides d’une bactérie à une autre s’effectue par conjugaison ou transduction les deux procédure nécessitent respectivement des plasmides conjugatifs et des bactériophages comme vecteur de gènes prochainement acquis, nos profil electrophorétiques pour les trois famille bactériennes mise en évidence peuvent inclure ce type de plasmide conjugatif porteur de gène codant pour ce transfert ainsi que nos travaux d’isolement bactériologique sur gélose nutritive ont montrés la présence des micro colonies satellitaires de bactériophages le role de ces dernier ne peut être exclue de l’hypothèse du transfert horizontal des gènes de résistance ou pour les gènes d’activité enzymatique lytique

,par cet effet les bactériophage aquatiques participent dans l’évolution bactérienne ,alors qu’il faut mettre la lumière sur ce sujet dans les prochain travaux visant l’approfondissement de cette étude d’ailleurs concernant l’hypothèse du transfert horizontale on se trouve face à un argument présenté par (Sadhu et al,2013) qui disent que les Pseudomonas cellulolytique peuvent ramassé des gènes codant pour des enzymes cellulolytiques à partir des espèces bactériennes cellulolytiques vraies par un transfert horizontal de plasmide puisque ceci s’applique pour cette espèce sa peut être généralisé pour les autres genres de bactéries dont le mécanisme reste inconnue, les Bacillus et Clostridium sont de vraies espèces cellulolytique

ceci est confirmé par plusieurs travaux et c’est pour cette raison qui sont très utilisé en industrie surtout les processus de fermentation et la production des préparation enzymatique pure, d’ailleurs (Sugden et Bhat., 2000) a déjà l’indiqué, le contenu plasmidique diverse des Bacillaceae reflète la présence des plasmides codant pour cette activité, les gènes de production d’amylases se trouvent en plusieurs copies dans le génome bactérien et peuvent être compris dans des plasmides (Dieng,1999),ceci s’applique pour les autres gènes de cellulases et pectinase qui pourront être représentés par des copies sur des plasmides ,le contenu faible des Pseudomonaceae ne peut être expliquer que par d’autres facteur comme la longue conservation qui influe énormément la contenue intracellulaire de la Bactérie et par conséquence la perte des plasmides. Les bactéries aquatiques issues des zones humides dans le présent travail présentent des contenus plasmidiques distinctes reflétant leur antibiorésistance et activité polysaccharolytique diverse et variables, dans ce sens (Marouche, 2012) a montré que chez des isolats bactériens issus des zones humides de Télamine et Macta l’activité polysaccharolytique et l’antibiorésistantes sont grandes lorsque le profil plasmidique est assez important donc se qui peut confirmé la proportionnalité et la relation entre les deux phénomène et le contenue plasmidique, dans le même ordre d’idées et d’après le travail élaboré par l’ex-auteur sur l’extraction des plasmides des isolats bactériens aquatiques isolées à partir des échantillons d’eaux provenant de la zone humide bassin versant Macta et lac Télamine ,celui ci a pu obtenir aussi des résultats intéressants du point de vue quantitative car plusieurs bactéries présentant des activités polysaccharolytiques ont été antibiorésistante et de profil plasmidique assez important sauf qu’il l’aura fallu de compléter leur identification pour passer du stade isolat au stade plus précis genre à la lumière de ses résultats on a pu confirmé l’antibiorésistance de nos souches aquatiques isolées à partir de ces deux zones humides Macta ,Télamine appartenant aux 3 principales familles aquatiques Enterobactereaceae, Pseudomonaceae et Bacillaceae on a pu prouvé la richesse de ces deux zones humides en particulier par des bactéries polysaccharolytiques antibiorésistantes et de contenue plasmid