Modulation atypique de la biosynthèse de la colibactine, une génotoxine de Escherichia coli, ou comment un îlot génomique est en symbiose avec le chromosome bactérien

Résumé : L'îlot génomique pks code une machinerie de biosynthèse complexe synthétisant la colibactine, une génotoxine produite par certaines souches de Escherichia coli. Cette génotoxine induit des cassures double-brin de l'ADN sur les cellules eucaryotes in vitro et in vivo. La colibactine n'est pas une protéine, mais un métabolite secondaire de type polycétide/peptide non-ribosomal (PK/NRP). Des résultats préliminaires de l'équipe semblaient indiquer que certains gènes du core genome de E. coli seraient également impliqués dans la production de la colibactine. L'objectif de cette thèse était d'identifier les gènes non-essentiels de E. coli situés hors de l'îlot génomique pks impliqués dans la synthèse de colibactine, en construisant une banque de mutants par insertion de transposons. Ce criblage a permis d'identifier 29 gènes candidats, mais deux groupes de gènes ont été particulièrement étudiés dans la suite du projet : trois gènes codants des protéines chaperons, et trois gènes codant des enzymes impliquées dans le métabolisme des polyamines. Le premier projet a permis de montrer que la protéine chaperon HtpG (ou Hsp90Ec), homologue bactérien de la protéine de choc thermique eucaryote Hsp90, est requise pour la production de colibactine, mais aussi de yersiniabactine, un sidérophore (ou système bactérien de captation du fer) appartenant à la même famille chimique que la colibactine. De plus, la protéase ClpQ intervient de concert avec Hsp90Ec dans la production de colibactine et de yersiniabactine. Ces résultats confirment ainsi l'interconnexion entre la synthèse des deux facteurs de virulence de E. coli, la colibactine et la yersiniabactine. Enfin, l'analyse des effets de la mutation du gène htpG au cours d'une infection systémique chez l'animal, dans des modèles de sepsis et de méningite néonatale chez les rongeurs, démontre le rôle de la protéine de réponse au stress Hsp90Ec dans la virulence de E. coli. Le second projet a révélé que les polyamines sont impliquées dans la production de colibactine. L'étude du métabolisme des polyamines par une approche de microbiologie moléculaire a démontré que la spermidine est la polyamine nécessaire à la production de colibactine. Les résultats préliminaires de ce projet indiquent que la spermidine participerait à la régulation de l'expression de certains gènes de l'îlot génomique pks, et de fait modulerait la biosynthèse de colibactine. Des études complémentaires sont en cours pour élucider les mécanismes impliqués. Les résultats de cette thèse sont une illustration parfaite de l'intégration symbiotique d'un élément génétique mobile acquis au cours de l'évolution au sein du chromosome bactérien, grâce à plusieurs connexions bilatérales permettant la production de facteurs de virulence par E. coli.
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Thèse
Microbiologie et Parasitologie. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2016. Français. 〈NNT : 2016TOU30283〉
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Soumis le : vendredi 14 septembre 2018 - 17:54:06
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Christophe Garcie. Modulation atypique de la biosynthèse de la colibactine, une génotoxine de Escherichia coli, ou comment un îlot génomique est en symbiose avec le chromosome bactérien. Microbiologie et Parasitologie. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2016. Français. 〈NNT : 2016TOU30283〉. 〈tel-01874812〉

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