Métatranscriptomique et modèle métabolique pour identifier la succession des métabolismes bactériens en interaction lors de la fabrication d’un fromage modèle à pâte pressée. - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Access content directly
Conference Papers Year : 2022

Métatranscriptomique et modèle métabolique pour identifier la succession des métabolismes bactériens en interaction lors de la fabrication d’un fromage modèle à pâte pressée.

Wenfan Cao
  • Function : Author
  • PersonId : 1052378
Julie J. Aubert
Anne Thierry
Gilles Garric

Abstract

En fabrication fromagère, les bactéries lactiques (BL) et propioniques sont des actrices clés de la production de métabolites conférant les qualités nutritionnelles et organoleptiques aux fromages. Pourtant, la contribution de chaque espèce à la qualité finale du fromage n’est pas totalement élucidée. L’objectif était de déterminer quelles espèces contribuent à acidifier et produire des composés d’arôme, par quelles voies métaboliques, selon quelle temporalité et aussi d’investiguer les interactions métaboliques bactériennes contribuant au fonctionnement de l’écosystème fromager. Nous avons séquencé et annoté : Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis CIRM-BIA1206 (LL), Lactiplantibacillus plantarum CIRM-BIA465 (LP), Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA122 (PF). Nous avons reconstruit les voies métaboliques et élaboré un modèle métabolique de communauté. Un fromage à pâte pressée non cuite sans croûte a été réalisé avec ces bactéries et analysé pendant la fabrication et l’affinage (4 réplicats). Des dénombrements bactériens, des dosages de sucres, d’acides organiques et de composés d’arôme [1] ont été réalisés ainsi qu’un séquençage des ARN bactériens. L’analyse des gènes différentiellement exprimés a permis de montrer à quel moment de la fabrication étaient induits les gènes impliqués dans le catabolisme du lactose et du citrate et dans les voies de synthèse de différents composés d’arômes : acides lactique, acétique, propionique, isovalérique (arôme ‘vieux fromage’), diacétyle (arôme beurré). Le catabolisme du lactose était opéré chez LL via la voie du tagatose pendant l’acidification puis via la voie de Leloir et uniquement par cette dernière voie chez LP. La production de diacétyle était effectuée par LL dès le début de la fabrication puis plus modérément par LP. Les synthèses d’acides propionique et isovalérique ont été attribuées à PF et les métabolismes correspondants induits pendant la phase d’affinage. Enfin, les voies de fermentation mixtes ayant été induites pendant l’affinage, l’acide acétique a été vraisemblablement produit par les trois espèces à cette étape. L’implémentation du modèle métabolique communautaire dans l’outil Smetana [2] a révélé les bases moléculaires du commensalisme précédemment évoqué entre BL et PF [3–5]. Les BL produisent de l’acide lactique et potentiellement du glycérol, de la sérine et de la phénylalanine au profit de PF. Ces interactions identifiées in silico restent à valider in vitro. L’ensemble de ces résultats font de la métatranscriptomique associée aux modèles métaboliques, des outils de choix pour mieux comprendre et maîtriser les métabolismes et les interactions régissant le fonctionnement des écosystèmes fromagers.
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Dates and versions

hal-03694338 , version 1 (13-06-2022)

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Attribution - NonCommercial - NoDerivatives

Identifiers

  • HAL Id : hal-03694338 , version 1

Cite

Wenfan Cao, Maxime Lecomte, Solène Le Fur, Julie J. Aubert, Marie-Bernadette Maillard, et al.. Métatranscriptomique et modèle métabolique pour identifier la succession des métabolismes bactériens en interaction lors de la fabrication d’un fromage modèle à pâte pressée.. 23ème édition du colloque du Club des Bactéries Lactiques, UMR INRAE - Institut Agro STLO (Science et Technologie du Lait et de l’Œuf), Jun 2022, Rennes, France. ⟨hal-03694338⟩
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