Transcriptome profiling of lactococcal mixed culture activity in milk by fluorescent RNA arbitrarily primed-PCR

Thermal treatment of milk is widely used to reduce milk contamination, while CO2 can be used to prevent bacterial growth and maintain milk quality during storage. These treatments applied before or during cheese manufacture could alter the metabolic activity of starter cultures. Changes in gene expression can be evaluated by differential display methods, so that effects on bacterial metabolic activity can be estimated by variation in transcription profiles. The aim of this study was to develop fluorescent RNA arbitrarily primed-polymerase chain reaction (RAP-PCR) as a method to evaluate the influence of milk CO2 acidification as well as rennet and salt concentrations on starter gene expression. Comparison with reference conditions showed that gene transcription was influenced according to the extent of thermal treatment as well as by CO2 acidification followed by different neutralization procedures. Thus, simple acid neutralization after CO2 acidification was not sufficient to regain the reference transcriptome profile. Starter gene transcription profiles showed important modifications following an increase in NaCl concentration or a decrease in rennet activity from standard conditions used in Cheddar cheese making. Increasing rennet activity results in small changes in the starter RNA profile. Fluorescent RAP-PCR is a promising method for obtaining a better understanding of gene expression profiles of mixed cultures during cheese making.AbstractCO2 RNA PCR (RAP-PCR) CO2 CO2 CO2 Cheddar NaCl RNA RAP-PCRRésuméPour réduire la contamination microbienne du lait, un traitement thermique est généralement appliqué et une dissolution de CO2 peut être utilisée pour ralentir la prolifération des bactéries et augmenter la durée de conservation du lait. Ces traitements appliqués avant ou pendant la fabrication fromagère peuvent modifier l’activité métabolique du ferment. Les méthodes d’affichage différentiel révèlent les changements dans l’expression des gènes, donc les effets sur l’activité métabolique peuvent être estimés par la variation des profils de transcription. Cette étude avait pour but de développer la méthode RAP-PCR fluorescente pour évaluer l’influence de trois facteurs sur l’expression des gènes du ferment: l’acidification du lait par le CO2, la concentration en présure et la concentration en sel. La comparaison des profils de transcription avec un ferment cultivé en conditions de référence a montré que l’expression des gènes était influencée par un traitement thermique excessif et par une acidification par ajout de CO2 suivie d’une étape de neutralisation. Ainsi, une simple neutralisation de l’acide présent après l’acidification d’un lait par l’ajout de CO2 n’était pas suffisante pour rétablir le profil de transcription identique au profil de référence. Par comparaison aux conditions de références rencontrées lors de la fabrication d’un fromage de type Cheddar, le profil de transcription du ferment apparaissait principalement influencé par une forte concentration de NaCl et une faible activité de la présure. Une forte activité de la présure n’avait qu’un faible effet sur le profil des ARN du ferment. La RAP-PCR fluorescente est une technique prometteuse pour obtenir une meilleure compréhension de la transcription globale des gènes de cultures mixtes durant une fermentation fromagère.