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5. Techniques de biologie moléculaire

5.1. Méthodes d’extraction des acides nucléiques

Extraction de l’ADN génomique à partir de culture

L’ADN génomique des bactéries est extrait et purifié à l’aide d’un kit d’extraction d’ADN

génomique, Wizard Genomic DNA purification kit (Promega). Ce kit permet l’obtention

rapide d’ADN génomique de bonne qualité utilisable en biologie moléculaire et pour le

séquençage de génomes.

Pour extraire l’ADN génomique d’une bactérie, une culture est réalisée puis collectée en

fin de phase exponentielle de croissance par centrifugation à 10000g pendant 5 min, puis le

surnageant est éliminé. Le culot est alors repris dans 600 µL d’une solution d’EDTA 50 mM à

pH 8 contenant 10 mg/mL de lyzozyme et mis à incuber 1 H à 37 °C pour dégrader les parois

bactériennes. Après cette étape, les cellules bactériennes se trouvent à l’état de

protoplastes. Une nouvelle centrifugation à 10000g est réalisée pendant 2 min, puis le

surnageant est éliminé et le culot est repris dans 600µL de tampon de lyse (Nuclei Lysis

Solution). Le tube est alors incubé à 80°C pendant 5 min pour lyser les cellules, puis il est

ramené à température ambiante. Le mélange est alors traité avec 3µL de RNase A et placé à

37°C pendant 30 min pour éliminer les ARN. Après retour à température ambiante, 200 µL

de solution de précipitation (Protein Precipitation Solution) sont ajoutés au mélange puis

homogénéisés à l’aide d’un vortex pendant 20s, pour précipiter tous les débris cellulaires. Le

mélange est ensuite placé dans la glace pendant 5 min, puis centrifugé à 10000g pendant 3

min. Le surnageant est alors transféré dans un tube contenant 600 µL d’isopropanol.

Plusieurs mélanges par retournement permettent de précipiter l’ADN. Une centrifugation

permet d’éliminer l’isopropanol, puis le culot est lavé à l’éthanol à 70%. Une dernière

centrifugation et un séchage pendant 15 min permettent d’éliminer toute trace d’éthanol.

Le culot est alors repris dans 20 µL d’eau ppi (pour préparation injectable) et placé à 4°C

pendant une nuit pour être réhydraté.

Extraction de l’ADN génomique à partir de vin

Ce protocole est utilisé pour extraire l’ADN total des microorganismes présents dans un

échantillon de vin. Le même kit d’extraction d’ADN, cité précédemment, est utilisé. Des

modifications ont été apportées au protocole pour optimiser l’extraction d’ADN à partir du

vin.

Un échantillon de 10 mL de vin est centrifugé à 10000g pendant 5 min pour concentrer

la biomasse. Après élimination du surnageant, le culot est ensuite délicatement repris dans

300 µL de tampon TE à pH 8 (Tris 10 mM, EDTA 1 mM). Après centrifugation, le surnageant

est éliminé et le culot est remis en suspension dans 300 µL d’une solution d’EDTA (50 mM

pH 8). Le mélange est alors transféré dans un tube à vis contenant 200 µL de billes de verre

(0,1 mm de diamètre). Le tube est placé dans un homogénéisateur à haute vitesse FastPrep

(MP Biomedicals) qui va permettre une lyse mécanique des cellules en effectuant un cycle

de 45 s à une vitesse de 6,5 m/s. Les tubes sont ensuite immédiatement placés dans de la

glace pendant 1 min pour les réfrigérer. Ces deux étapes sont répétées 5 fois, puis 300 µL de

tampon de lyse (Nuclei Lysis Solution) et 200 µL de solution de précipitation (Protein

Precipitation Solution) sont ajoutés au mélange. Le tube est vortexé pendant 20 s, puis placé

dans la glace pendant 5 min, avant d’être centrifugé à 10000g pendant 3 min. Le surnageant

est transféré dans un nouveau tube et une solution de PVP à 10% (Polyvinylpyrrolidone) est

ajoutée à 1% du volume final pour éliminer les composés phénoliques. Le mélange est

ensuite vortexé pendant 10 s, puis centrifugé à 10000g pendant 2 min. Le surnageant est

transféré dans un tube contenant 500 µL d’isopropanol et le tube est mélangé plusieurs fois

par retournement puis il est maintenu à température ambiante pendant 15 min. L’ADN est

précipité par une centrifugation à 10000g pendant 15 min. L’isopropanol est éliminé et le

culot est lavé par ajout de 300 µL d’éthanol à 70%. L’éthanol est ensuite éliminé après

centrifugation et le culot est séché comme précédemment. La réhydratation est réalisée en

ajoutant 20 µL d’eau ppi et 0,6 µL de RNase A au culot, qui est placé à 4°C pendant une nuit.

Extraction de l’ADN génomique sur carte FTA Whatman

Les cartes FTA Whatman sont une technologie d’extraction, de purification et de

conservation d’ADN à partir de matrices diverses. Le principe est simple, il suffit de déposer

une goutte d’échantillon sur un emplacement de la carte qui contient tous les composés

chimiques nécessaires à la lyse cellulaire, la dénaturation des protéines et la protection de

l’ADN vis-à-vis des nucléases, de l’oxydation et des rayons ultraviolets. L’ADN est fixé sur la

matrice qui peut être directement utilisé en biologie moléculaire et peut se conserver pour

de longues périodes à température ambiante.

Cette technique a été utilisée pour des vérifications lors des congélations dans l’azote

liquide et des repiquages successifs de souches. Pour réaliser les dépôts, les cultures de

souches pures sont diluées au ½ et les cultures concentrées avant congélation dans l’azote

liquide sont diluées au 1/10

ème

avant dépôt de 7 µL sur la carte. La carte est ensuite séchée

Séquence cible Amorce séquences (5'-->3') Amplicon (pb) Références

Identification des espèces

ADN ribosomique 16S BSF8 AGAGTTTGATCCTGGCTCAG 1500 Edwards et al., 1989

BSR 1541 AAGGAGGTGATCCAGCCGCA

Séquences répétées en tandem

Lipoprotéine PlpE like (également utilisée pour identification d’O. oeni)

TR1f GGTAAGGGAAAAGTTATCCTCG

79 - 511 Claisse et al., 2012

TR1r GTTTTACCTTCGGTCGAGC

Protéine kinase TR2f CATAATAGAATTCACTTCGCTTACC 203 - 863 Claisse et al., 2012

TR2r GTAGCTGGTACGAGCTCTTC

Protéine à domaine LysM TR3f CTAATTCTTCCTCGCCCTTTG 379 - 967 Claisse et al., 2012

TR3r GGACTGACTGTACTTATTTGAGG

Transporteur ABC TR4f GTGACCGACCAAAGCATAAC 0 - 150 Claisse et al., 2012

TR4r AAAAACGCTCCAAGAAAGGT

Carboxypeptidase membranaire TR5f AAATCCTGGTTTTGTCCGTA 83 - 101 Claisse et al., 2012

TR5r GGCTTCCTATCCATTTTGGT

Gènes spécifiques groupe A/B

cell surface protein precursor 405f GTGGTTCCGGTCTTTTTGTCTG

405 Campbel-Sills et al., 2012

405r TCAAGTTGTGTCTCCTGCCC

Protéine hypothétique 469f ACATTTGCCGATACCAGGCA

469 Campbel-Sills et al., 2012

469r AGTCGATGTGTAAATCACGTTCT

Gènes des voies d'altération

hdc HDC3 GATGGTATTGTTTCKTATGA3

435 Coton et al., 2010

(Histidine decarboxylase) HDC4 CCAAACACCAGCATCTTC

tdc TDC2 ACATAGTCAACCATRTTGAA

1133 Coton et al., 2010

(Tyrosine decarboxylase) TDC5 CAAATGGAAGAAGAAGTAGG

odc ODC1 NCAYAARCAACAAGYNGG

900 Coton et al., 2010

(Ornithine decarboxylase) ODC2 GRTANGGNTNNGCACCTTC

agD AgD1 CAYGTNGAYGGHSAAGG

600 Coton et al., 2010

(Agmatine déiminase) AgD2 TGTTGNGTRATRCAGTGAAT

et conservée selon les préconisations du fabricant. Une pastille de 1,2 mm de diamètre est

découpée à l’aide d’un emporte-pièce (Harris Uni-Core Punch) et déposée dans un tube