Mechanisms of extreme acid resistance in new and atypical Brucella strains

par Luca Freddi

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Alessandra Occhialini-Cantet et de Eric Ghigo.

Le président du jury était Anne Blanc-Potard.

Le jury était composé de Alessandra Occhialini-Cantet, Eric Ghigo, Xavier de Bolle, Suzana Salcedo, Claire Le Marrec.

Les rapporteurs étaient Xavier de Bolle, Suzana Salcedo, Claire Le Marrec.

  • Titre traduit

    Mécanismes d’acido-résistance extrême chez les souches nouvelles et atypiques de Brucella


  • Résumé

    Brucella est l'agent causal de la brucellose, une zoonose bactérienne répandue à l'échelle mondiale. Durant les dernières années, de nouvelles souches et espèces de Brucella (dont Brucella microti) ont été isolées de l’environnement et d’animaux sauvages. Ces souches, phylogénétiquement anciennes, sont plus acido-résistantes que les espèces classiques, plus récentes et inféodées aux animaux domestiques et à l’homme. Chez Escherichia coli, le système glutamate décarboxylase (GAD) et le système glutaminase (AR2_Q), basés respectivement sur la décarboxylation du glutamate et la déamination de la glutamine, sont les systèmes d’acido-résistance (AR) les plus efficaces. Notre équipe a démontré que le système GAD (GadB et GadC) est fonctionnel seulement dans les nouvelles souches et espèces de Brucella, et participe à la réussite de l’infection des souris par voie orale. Dans cette thèse, le rôle de nouveaux facteurs et les mécanismes moléculaires impliqués dans l’acido-résistance ont été explorés. Premièrement, nous avons montré que GlsA et GadC sont les deux protéines structurales du système AR2_Q qui, avec le système GAD, joue un rôle essentiel dans l’AR de ces nouvelles souches. De plus, chez ces mêmes souches, le système uréase intervient également dans la survie en milieu acide.Nos résultats suggèrent que les systèmes GAD, AR2_Q et uréase, en fonction de la disponibilité des substrats, pourraient contribuer à améliorer l’adaptation des nouvelles espèces dans les environnements acides naturels et/ou dans le tractus gastro-intestinal de leurs hôtes.


  • Résumé

    Brucella is the etiological agent of brucellosis, a worldwide bacterial zoonosis. In the last ten years, new and atypical strains of Brucella (among which Brucella microti) were isolated from the environment and wild hosts. These strains, of ancient origin, are considered more environmental and acid resistant than classical Brucella species, which are mostly pathogenic for livestock and humans. In Escherichia coli, the glutamate decarboxylase (GAD)-dependent system and the glutaminase (AR2_Q) system, based on the decarboxylation of glutamate and on the deamination of glutamine, respectively, are most efficient in conferring acid resistance (AR). Our team has previously demonstrated that in Brucella the GAD system (GadB and GadC) is functional only in new/atypical strains and contributes to murine infection by oral route. In this thesis, novel molecular mechanisms and factors involved in specific AR of new/atypical Brucella species were explored. Firstly, we have shown that in these strains, GlsA and GadC are the two structural proteins of the AR2_Q system, which, in concert with the GAD system, plays an essential role in AR. In addition, the functionality and role of the urease system in AR was also demonstrated in these strains.Our results suggest that the GAD, AR2_Q and urease systems may participate in a better adaptation of new Brucella species to certain natural acidic habitats and/or to the gastrointestinal tract of their hosts, depending on substrate availability.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible sur intranet à partir du 16-11-2020

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