Étude de IglG, une protéine à domaine PAAR-like du système de sécrétion de type VI de Francisella tularensis

par Mélanie Rigard

Thèse de doctorat en Bactériologie

Sous la direction de Thomas Henry.

Soutenue le 13-04-2016

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon) , en partenariat avec Centre international de recherche en infectiologie (laboratoire) et de Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) .

Le président du jury était Patricia Doublet.

Le jury était composé de Françoise Raynaud, Alain Charbit, Laurent Terradot.

Les rapporteurs étaient Patricia Renesto, Eric Cascales.


  • Résumé

    Francisella tularensis est une bactérie responsable de la tularémie. Sa virulence est liée à sa capacité à se multiplier dans le cytoplasme des macrophages. F. novicida, proche de F. tularensis, est utilisée comme modèle d’étude. L'îlot de pathogénicité de Francisella (FPI), un locus crucial pour la virulence de Francisella coderait pour un système de sécrétion de type VI (SST6). Ce SST6 est très distinct des autres SST6 décrits et son fonctionnement est très mal connu. En particulier, la protéine VgrG de Francisella est très différente des protéines VgrG des types VI canoniques. Les protéines VgrG canoniques interagissent avec des protéines à motifs PAAR. Celles-ci sont situées à la pointe des SST6 et fixent un atome de zinc grâce à une cystéine et 3 histidines pour stabiliser la protéine lors de la traversée de la membrane de la cellule cible. Les effecteurs du SST6 peuvent être sécrétés via une interaction avec des extensions N-terminale ou C-terminale de VgrG ou des protéines PAAR (rôle cargo de ces extensions). Par une approche bioinformatique, nous avons identifié une protéine (FTN_1314 : IglG) impliquée dans la virulence de F. novicida. Mon projet de thèse porte sur la caractérisation moléculaire de cette protéine dans la virulence de F. novicida. IglG contient, en C-terminal, un domaine de fonction inconnue (DUF 4280) retrouvé chez plus de 250 espèces bactériennes. L’analyse tridimentionnelle de ce domaine suggère que cette protéine adopte un repliement proche de celui des protéines à motif PAAR et contient 4 cystéines. Nous avons montré que la mutation ponctuelle d’une cystéine d’IglG abolit la virulence de F. novicida, et ceci pour les 4 cystéines indépendamment. De plus, elles sont capables de lier un atome de fer et sont nécessaires pour la sécrétion d’IglG et d’IglC (homologue de Hcp). IglG possède en plus de ce domaine PAAR-like, une extension N-terminale qui pourrait interagir avec des effecteurs de la bactérie (rôle de domaine cargo) ou agir directement en tant qu'effecteur dans la cellule hôte. Nous avons distingué 4 régions dans le domaine N-terminal et nous avons montré que la délétion de la plus petite région abolit la virulence de F. novicida. Ce domaine N-terminal est spécifique de IglG, il n’est pas retrouvé dans d’autres protéines à domaine PAAR. Il n’est pas requis pour la sécrétion de IglG, mais il est requis pour l’interaction avec IglF, une autre protéine du FPI, qui pourrait jouer un rôle d’effecteur du SST6. Ce projet permet une meilleure compréhension du SST6 de F. novicida et des mécanismes de réplication de cette bactérie dans la cellule hôte

  • Titre traduit

    Study of the IglG, a PAAR-like protein of Francisella tularensis


  • Résumé

    The virulence of Francisella tularensis, the etiological agent of tularemia, relies on an atypical type VI secretion system (T6SS) encoded by a genomic island termed the Francisella Pathogenicity Island (FPI). While the importance of the FPI in F. tularensis virulence is clearly established, the precise role of most of the FPI-encoded proteins remains to be deciphered. In this study, using highly virulent F. tularensis strains and the closely related species F. novicida, IglG was characterized as a protein featuring a unique a-helical N-terminal extension and a domain of unknown function (DUF4280), present in more than 250 bacterial species. Three dimensional modeling of IglG and of the DUF4280 consensus protein sequence suggest that these proteins adopt a PAAR-like fold, indicating they could cap the T6SS in a similar way as the recently described PAAR proteins. The newly identified PAARlike motif is characterized by four conserved cysteine residues, also present in IglG, which may bind a metal atom. We demonstrate that IglG binds iron and that each individual cysteine is required for T6SS-dependent secretion of IglG and of the Hcp homologue, IglC and for the F. novicida intracellular life cycle. In contrast, the Francisella-specific N-terminal a-helical extension is not required for IglG secretion, but is critical for F. novicida virulence and for the interaction of IglG with another FPIencoded protein, IglF. Altogether, our data suggest that IglG is a PAAR-like protein acting as a bimodal protein that connects the tip of the Francisella T6SS with a putative T6SS effector, IglF



Le texte intégral de cette thèse sera accessible sur intranet à partir du 13-04-2025

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