Caractérisation d'une famille de petites protéines régulée par des riboswitches répondant à des second messagers chez Clostridioides difficile

Characterization of a family of small proteins regulated by second messenger-binding riboswitches in Clostridioides difficile.

• Auteur / Autrice : Adriana Badilla Lobo
• Direction : Johann Peltier, Frédéric Barbut
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Microbiologie

Clostridioides difficile

Riboswitch

ARN régulateur

Bactérie pathogène humaine

Petite protéine

Clostridioides difficile

Regulatory RNA

Human pathogenic bacterium

Riboswitch

Microbiology

Small protein

Résumé

Clostridioides difficile est la principale cause de diarrhées nosocomiales chez les adultes dans les pays industrialisés. De plus, son impact dans les établissements de santé est considérable en termes de mortalité, de morbidité et de coûts. Un impératif actuel est de trouver des traitements alternatifs pour lutter contre les infections à C. difficile (ICD) car les thérapies actuelles sont inadéquates. L'élucidation des mécanismes moléculaires qui sous-tendent la pathogenèse et la colonisation des ICD est donc cruciale pour développer de nouvelles thérapies préventives et curatives. Notre laboratoire a mis en évidence l'existence d'un grand nombre d'ARN non codants (ARNnc) présents dans le génome de C. difficile. En général, ces ARNnc jouent le rôle de régulateurs de l'expression génique aux niveaux transcriptionnels et traductionnels. Nous émettons donc l'hypothèse que ce mode de régulation est fortement développé et important chez C. difficile. Notre objectif est de caractériser certains de ces ARNnc en détail au niveau moléculaire et de révéler leur impact sur la physiopathologie de C. difficile. Nous proposons de s'intéresser ici à des ARNnc de type riboswitch. Les riboswitches sont des régions d'ARN régulateurs situé à l'extrémité 5' non traduite d'ARNm et qui lient des petites molécules, aboutissant à un changement dans la production de la protéine codée par l'ARNm. Nous avons récemment identifié 5 gènes dans le génome de C. difficile codant pour des petites protéines (58 AA) quasiment identiques et tous précédés par un riboswitch. Nos données préliminaires ont montré que ces riboswitches lient deux nucléotides cycliques jouant un rôle important dans la physiopathologie de C. difficile. Nous explorerons donc les détails moléculaires de la régulation de ces petites protéines par les riboswitches et utiliserons des approches complémentaires afin de déterminer les rôles biologiques jouées par ces petites protéines avec une emphase pour les aspects liés à la pathogenèse.

Clostridioides difficile is the leading cause of nosocomial diarrhea in adults in industrialized countries. Moreover, its impact in health care settings is considerable in terms of mortality, morbidity and costs. A current imperative is to find alternative treatments for C. difficile infections (CDI) as current therapies are inadequate. The elucidation of the molecular mechanisms underlying CDI pathogenesis and colonization is therefore crucial in order to develop novel preventive and curative therapies. Our laboratory has highlighted the existence of a large number of non-coding RNAs (ncRNA) present in the genome of C. difficile. In general, these ncRNAs function to regulate gene expression at the transcriptional and translational levels. We therefore hypothesize that this mode of regulation is highly developed and important in C. difficile. Our objective is to characterize some of these ncRNAs in detail at the molecular level and to reveal their impact on the pathophysiology of C. difficile. We propose here to focus on a class of ncRNAs called riboswitches. Riboswitches are regions of regulatory RNAs located in the 5' untranslated region of mRNAs that bind small molecules, resulting in a change in the production of the protein encoded by the mRNA. We have recently identified 5 genes in the genome of C. difficile that code for nearly identical small proteins (58 AA) and that are all preceded by a riboswitch. Our preliminary data showed that these riboswitches bind to two cyclic nucleotides shown to play an important role in the physiopathology of C. difficile. Here we will explore the molecular details of the regulation of these small proteins by riboswitches and use several approaches to determine the biological roles played by these small proteins with an emphasis on pathogenesis-related aspects.