Etude du réseau de régulation de la sporulation chez Clostridium difficile

Study of the clostridium difficile sporulation network

• Auteur / Autrice : Laure Saujet
• Direction : Isabelle Martin-Verstraete
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie procaryote et eucaryote
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Morphogenèse

Immunotoxines

Clostridium difficile

Résumé

Clostridium difficile est un bacille à Gram positif anaérobie strict et sporulé, responsable de diarrhées post-antibiotiques. Peu de données existent sur les processus cellulaires induits à rentrée en phase stationnaire de manière concomitante à la synthèse des toxines et sur les réseaux de régulation contrôlant la phase stationnaire et la sporulation. Nous avons construit un mutant sigH afin de déterminer le rôle de SigH, qui est un facteur sigma alternatif permettant l'expression de gènes de phase de transition et de l'initiation de la sporulation chez B. Subtilis. Nous avons comparé les profils d'expression de la souche 630Aerm et du mutant sigH en début de phase stationnaire. Chez C. Difficile, SigH régule l'expression de nombreux gènes impliqués dans la motilité, la sporulation, la division cellulaire, la virulence et le métabolisme. Enfin, l'expression des gènes de toxines est régulée négativement par SigH. Nous nous sommes ensuite intéressés à la cascade de régulation de la sporulation chez C. Difficile, qui implique 4 facteurs sigma chez B. Subtilis : SigF, SigE, SigG et SigK. Nous avons comparé les profils d'expression ; des mutants sigF, sigE, sigG et sigK et de la souche 630Aerm. Nous avons ainsi défini les régulons de chacun de ces facteurs sigma et montré que chez C. Difficile, le régulon SigE n'est pas sous la dépendance stricte de SigF et que SigG n'est pas nécessaire à l'activité de SigK. Nous avons aussi analysé le réseau de régulation dans chaque compartimeht de la spore et étudié le rôle des régulateurs SpoIIID et SpoVT. Ce travail a mis en évidence une communication moins stricte entre les deux compartiments de la spore que chez B. Subtilis.

Clostridium difficile is a Gram-positive anaerobic spore-forming bacteria which is responsible for post-antibiotic diarrhea. Few data exist on cellular processes induced at the onset of stationary phase concomitantly with the synthesis of toxins and regulatory networks controlling stationary phase and sporulation. We constructed a sigH mutant to determine the role of SigH, which is an alternative sigma factor involved in the transcription of phase transition and initiation of sporulation genes in B. Subtilis. We compared the expression profiles of 630Aerm strain and the sigH mutant after 10 h of growth. In C. Difficile, SigH regulates the expression of many genes involved in motility, sporulation, cell division, virulence and metabolism. Finally, the expression of toxin genes is negatively regulated by SigH. We then studied the regulatory cascade of sporulation in C. Difficile, involving four sigma factors in B. Subtilis: SigF, SigE, SigG and SigK. We compared the expression profiles of the sigF, sigE, sigG and sigK mutants and the 6300erm strain. We defined the regulons of these sigma factors and showed that in C. Difficile, the SigE regulon is not under the strict dependence of SigF and SigG is not necessary for the SigK activity. We also analyzed the regulatory network in each compartment of the spore and studied the rote of SpoIIID and SpoVT regulators. This work showed a less strict communication between the two compartments of the spore in C. Difficile compared to B. Subtilis.