Une orge modifiée capable de fixer l'azote de l'air ?

Répliquer sur d'autres plantes cultivées le fonctionnement symbiotique entre les bactéries et les légumineuses, pour permettre à celles-ci de fixer l'azote de l'air, représente un Graal de l'ingénierie biologique. En modifiant simultanément des souches bactériennes et une lignée d'orge, une équipe de chercheurs d'Oxford aurait réussi à mettre en place une nouvelle symbiose de ce type, présentée dans un article publié dans PNAS Microbiology. L'orge a ainsi été modifiée pour produire de la rhizopine, une molécule impliquée dans les symbioses des légumineuses, tandis que la bactérie Azorhizobium caulinodans a vu sa sensibilité à cette molécule accrue. Les deux ont ensuite été associées. Si ces travaux restent très expérimentaux, l'association symbiotique créée semble fonctionner et manifeste, bien que faiblement, une activité de nitrogénase au niveau de nodules sur les racines de l'orge. Ils ne sont pas encore applicables au champ, mais représentent toutefois une vraie avancée dans la compréhension des mécanismes symbiotiques, issus de millénaires de coévolutions.

Source : PNAS Microbiology

Des nanoparticules d'hydroxyapatite à vocation agricole synthétisées par biomimétisme

Des chercheurs indiens ont mis au point et démontré l’innocuité, pour les bactéries du sol, d'une nouvelle voie biologique de production de nanoparticules d'hydroxyapatite. Utilisant des bactéries (Bacillus licheniformis) capables de solubiliser le phosphore contenu dans des biomatériaux, elle permet de produire des solutions phosphorées directement assimilables par les plantes, limitant les pertes dans le sol.

Source : Nature

Évaluation de l'innocuité des bactéries Gram négatif potentiellement présentes dans les fromages français au lait cru

Le microbiote des fromages affinés comporte une diversité de micro-organismes (levures, moisissures, bactéries) qui contribuent à la qualité gustative du produit mais peuvent également avoir un impact sur sa sécurité sanitaire. Un article du numéro de juin 2019 de la revue Food Microbiology s'intéresse plus particulièrement à l'évaluation de l'innocuité des bactéries à Gram négatif (GNB pour Gram negative bacterial), fréquentes dans les fromages à base de lait cru ou pasteurisé, et moins étudiées que les bactéries à Gram positif. Une précédente étude de 2012 avait montré la grande diversité de ces GNB dans le lait et le fromage français (173 souches, de 68 espèces bactériennes différentes). La présente publication approfondit ces travaux en réalisant une série de tests d'innocuité sur 20 de ces souches.

Les souches, de virulences variables, ont d'abord été testées in vitro dans les conditions rencontrées dans l'organisme humain lors du transit digestif, prenant en compte en particulier des facteurs de défense contre les germes bactériens (stress gastro-intestinal, résistance au sérum bactéricide) et de colonisation de la bactérie (adhésion à la muqueuse épithéliale). Ces expérimentations ont été complétées par une évaluation de la pathogénicité bactérienne in vivo, en inoculant, par injections à différentes concentrations, des groupes de 10 larves de Galleria mellonnella. Ce test permet d'évaluer la toxicité potentielle pour les consommateurs. Après incubation pendant 72 heures à 30 °C, le taux de mortalité a permis d'estimer une DL50 (dose létale entraînant la mort de la moitié de l'échantillon étudié), suivant la méthode statistique de correlation de Pearson.

Il apparaît que seulement quatre des GNB du groupe (souches de Morganella morganii, Providencia heimbachae, Hafnia paralvei et Proteus) sont toxiques pour les larves et pourraient posséder des facteurs de virulence. Toutefois, les auteurs n'ont pas identifié, pour l'ensemble des espèces bactériennes testées, de référence bibliographique mentionnant leur association à des intoxications alimentaires : cela pourrait être lié, selon eux, au rôle protecteur du bol alimentaire et aux interactions dynamiques entre le microbiote du fromage et les barrières gastro-intestinales.

Madeleine Lesage, Centre d'études et de prospective

Source : Food Microbiology

Impact des additifs alimentaires de taille nanométrique sur les bactéries commensales et pathogènes de l'intestin

Dans un article publié en décembre 2018 dans la revue npj Science of Food, un groupe de chercheurs allemands, autrichiens et américains expose ses travaux sur l'impact potentiel des additifs alimentaires, sous forme nanoparticulaire (NPs), sur le microbiome intestinal. À l'aide d'un dispositif expérimental in vitro, ils caractérisent les interactions entre ces additifs et les bactéries du tractus digestif, pathogènes ou non. Les travaux se font en milieu liquide, avec des paramètres (température, pH, etc.) équivalents au système digestif. Divers agents microbiens (germes pathogènes mais aussi probiotiques), potentiellement présents dans le tractus digestif, sont exposés à différents types de NPs (cuivre, argent, silice, noir de carbone, etc.).

L'expérience montre que se forment des complexes comprenant à la fois des NPs, des bactéries commensales probiotiques et des germes pathogènes. On observe notamment une liaison rapide de NPs à certaines bactéries (Helicobacter pylori et Listeria monocytogenes). La taille des additifs nanoparticulaires est un élément déterminant pour la liaison, devant le type de matériau ou la charge électrique de surface. Aucune incidence n'a été relevée sur la croissance des bactéries commensales. Selon les auteurs, la présence de complexes « NPs-bactéries » serait de nature à réduire la toxicité de certains de ces additifs (silice) et de certains germes pathogènes par rapport à leurs formes isolées : les interactions utilisent des sites de liaison qui, de ce fait, deviennent indisponibles pour attaquer les cellules épithéliales gastro-intestinales. Les résultats montrent que le recours à des additifs sous forme nanoparticulaire est susceptible de modifier le microbiome et de réduire la toxicité de certains germes, comme Helicobacter pylori, fréquent dans le milieu gastrique et pouvant être responsable d’ulcères et de cancers.

Cette étude contribue à enrichir les connaissances sur les effets des variations du régime alimentaire sur le microbiome et, partant, sur les maladies métaboliques. Alors que différents types de NPs alimentaires (additifs technologiques ou organoleptiques notamment), naturels ou manufacturés, sont susceptibles d’être présents dans le tractus alimentaire, leurs effets avaient été assez peu étudiés jusqu'à présent et seuls quelques uns étaient connus.

Madeleine Lesage, Centre d'études et de prospective

Source : npj Science of Food