Toutes nos félicitations aux 3 jeunes Docteur.e.s du laboratoire MAP !

En cette fin d'année 2023, trois doctorants du laboratoire MAP ont soutenu leur thèse. Leurs travaux ont considérablement fait avancer les projets de recherche de leurs équipes respectives. Tous les membres du laboratoire MAP les félicitent pour leur investissement et leurs souhaitent bonne chance dans leur carrière scientifique !

 

Maïwenn PINEAU (maiwenn.pineau@gmail.com), le vendredi 24 novembre

Titre : Régulation globale de la transcription bactérienne par le surenroulement de l’ADN

Résumé : Chez les bactéries, le chromosome est situé dans le cytoplasme, sous une forme très compacte. Cette compaction résulte notamment du surenroulement de l'ADN (SC), c'est à dire de la déformation torsionnelle de la double-hélice de l’ADN. Selon les conditions environnementales rencontrées par les bactéries, le niveau de SC peut varier. Ce niveau est principalement contrôlé par la gyrase, qui augmente le niveau de SC, et la topoisomérase I, qui relâche l'ADN. La régulation du niveau de SC est très importante car le SC est un régulateur de l'expression des gènes. L'objectif de ma thèse est de caractériser la régulation globale de la transcription bactérienne par le SC. Nous avons obtenu le premier transcriptome d'une bactérie à Gram négatif dont la topoisomérase I est inhibée par un antibiotique. Nous avons mis une nouvelle fois en évidence une régulation globale et complexe de la transcription par le SC et nous avons découvert que la réponse des gènes à une variation de SC dépend du niveau d'expression et du contexte génomique des gènes, de la direction de la variation de SC et du contexte physiologique de la bactérie. J’ai ensuite développé un package Python facilitant les analyses statistiques reproductibles de données expérimentales (ChIP-Seq, RNA-Seq…) et d'annotations dans le cadre de l'étude de l'expression d'un génome bactérien selon ses propriétés spatiales. Avec ce package j’ai pu exploiter des données publiées sur la fixation de la topoisomérase I et de la gyrase le long du chromosome. En analysant ces données qui donnent un aperçu du niveau de SC local, j'ai pu, d’une part, étudier l'effet de la transcription sur le niveau de SC à une échelle de 10 kb autour des unités de transcription et, d’autre part, observer une organisation méconnue du chromosome en domaines de 100-200 kb environ.

Equipe : CHROMATINE ET RÉGULATION DE LA PATHOGÉNIE BACTÉRIENNE​ (CRP)

 

Xavier NICOLAI (nicolai.xavier@outlook.fr ; www.linkedin.com/in/xavier-nicolai-1739a0170), le mercredi 20 décembre

Titre : Couplage covalent de protéines au peptidoglycane chez la γ-protéobactérie Dickeya dadantii : étude d’une protéine du système de sécrétion de type II, OutB

Résumé : Dickeya dadantii est une γ-protéobactérie phytopathogène à large spectre d’hôte qui provoque la maladie de la pourriture molle chez les végétaux. Elle sécrète des enzymes dégradant la paroi cellulaire végétale par le système de sécrétion de type II (T2SS), appelé Out. Le système Out est un complexe multiprotéique traversant l'enveloppe bactérienne. L’enveloppe des γ-protéobactéries est constituée de deux membranes qui délimitent un espace extracytoplasmique appelé le périplasme. Une couche de peptidoglycane (PG), située dans le périplasme assure la forme de la cellule et préserve les bactéries du stress osmotique. La lipoprotéine de Braun (Lpp) stabilise l’enveloppe en attachant le PG à la membrane externe par une liaison covalente. Jusqu’à récemment, Lpp était le seul exemple connu de protéine couplée covalemment au PG chez les bactéries à Gram-négatif. Dans ce travail de thèse, nous avons montré qu’OutB, un composant du T2SS de D. dadantii, est couplée au PG de manière covalente comme Lpp. OutB est ancrée dans la membrane interne et possède une région périplasmique qui stabilise le canal du T2SS. L’extrémité C-terminale d’OutB est très similaire à celle de Lpp et nos études ont démontré qu’elle est couplée au PG par la lysine C-terminale. Contrairement au Lpp, qui est une protéine très abondante et agit comme ancrage de la membrane au PG, OutB est exprimée modérément et utilise le PG comme une matrice pour son propre attachement, et pour l’attachement du système Out à l’enveloppe bactérienne. Afin de déchiffrer le mécanisme moléculaire de ce phénomène, une série de mutagenèses dirigées d’OutB a été réalisée et des variants d’OutB de longueur variée ont été construits. Pour évaluer la quantité de variants d'OutB liés au PG, ce dernier a été purifié et analysé par Western blot. Cette étude a été complétée par la mutagenèse dirigée de Lpp suivie de tests fonctionnels des variants, et de l’analyse de leur couplage au PG. Ainsi, nous avons montré que le motif de couplage au PG de Lpp, appelé Lpp-box, est assez permissif aux substitutions chez D. dadantii, et peut permettre l’attachement au PG de protéines assez variées. Nous avons montré que la fusion de la Lpp-box à la protéine périplasmique BlaM a permis l’attachement de cette dernière au PG. Par ailleurs, cette étude a suggéré qu’une pectinase périplasmique, PaeX, qui porte une Lpp-box assez dégénérée, semble également être couplée au PG. Nous avons ensuite montré que deux L,D-transpeptidases de D. dadantii, Ldt03 et Ldt84, sont responsables de l'attachement d’OutB et de Lpp au PG. Ldt03 et Ldt84 ne généraient pas les mêmes profils de liaison de Lpp au PG ce qui suggère que chacune des deux Ldt possède une spécificité enzymatique vis-à-vis de la taille du peptide-tige auquel elles attachent Lpp. Nous avons également montré que les L,D-transpeptidases d’E. coli ont une activité croisée sur la Lpp de D. dadantii, permettant son couplage au PG, bien que les Lpp-boxes des Lpp de ces bactéries soient dissimilaires. Ces travaux montrent que le phénomène d'attachement covalent des protéines au PG chez les γ-protéobactéries ne se limite pas à Lpp et aux porines de la membrane externe, mais qu'il peut également concerner des protéines de la membrane interne, comme OutB, ou périplasmiques, comme la pectinase PaeX. Il est donc probable que ce phénomène soit encore largement sous-estimé chez les bactéries à Gram-négatif.

Equipe : TRAFIC ET SIGNALISATION MEMBRANAIRES CHEZ LES BACTÉRIES (MTSB)

 

Typhaine BRUAL (typhaine.brual@gmail.com), le jeudi 30 Novembre

Titre : Unraveling virulence regulation in pectinolytic bacteria: Insights from ArcZ and RsmC

Résumé : Les bactéries pectinolytiques du genre Dickeya prospèrent dans diverses niches écologiques, y compris l'eau, le sol et les plantes, s'adaptant à des environnements complexes et en constante évolution, façonnés par diverses interactions biotiques et abiotiques. Dans cette thèse, nous avons étudié les mécanismes qui régulent la virulence du genre Dickeya, en particulier D. dadantii et D. solani.
Nos principaux résultats concernent la régulation post-transcriptionnelle exercée par le sRNA ArcZ et la régulation post-traductionnelle modulée par la protéine RsmC. ArcZ est un acteur clé de l'adaptation de D. solani, régulant la motilité en fonction des conditions environnementales et favorisant la virulence lors de l'infection des plantes. En outre, ArcZ joue un rôle essentiel dans la résistance à l’acidité. RsmC, quant à lui, est impliqué dans la régulation de la motilité et joue un rôle complexe dans la virulence. Nos résultats suggèrent de nouvelles interactions pour RsmC et ouvrent des perspectives pour l'étude d'autres fonctions non documentées. En un mot, notre étude révèle comment des régulateurs tels que ArcZ et RsmC orchestrent les réponses bactériennes à un environnement dynamique. Ces résultats mettent en évidence l'adaptabilité des espèces du genre Dickeya et soulignent l'importance du contexte écologique dans l'étude du comportement bactérien.

Equipe : TRAFIC ET SIGNALISATION MEMBRANAIRES CHEZ LES BACTÉRIES (MTSB)