Défense de Streptococcus thermophilus contre le stress oxydatif : existence d'un système de réponse, construction et sélection d'une collection de mutants, identification de gènes impliqués

• Auteur / Autrice : Annabelle Thibessard
• Direction : Bernard Decaris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique moléculaire
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mutagenèse

Lactobacillaceae

Stress oxydatif

Effets du stress

Streptococcus thermophilus

Résumé

Streptococcus thermophilus est un organisme anaérobie aérotolérant. Un système de défense inductible contre le peroxyde d'hydrogène a pu être mis en évidence, et participe à l'aérotolérance de la souche CNRZ368. Afin d'identifier des gènes impliqués dans la défense contre le stress oxydatif, des mutants obtenus par mutagenèse insertionnelle ont été sélectionnés pour leur sensibilité ou résistance à un tel stress. L'analyse moléculaire des mutants ainsi sélectionnés révèle que les loci interrompus peuvent être classés en 4 catégories : ceux portant des gènes présentant un lien potentiel avec la défense contre le stress oxydatif, ceux potentiellement impliqués dans la synthèse de la paroi, ceux potentiellement impliqués dans le métabolisme général, ceux portant des gènes de fonction inconnue. Deux mutants, interrompus dans des gènes homologues de rodA et pbp2b sont affectés dans leur forme cellulaire, confirmant que les gènes affectés chez ces deux mutants seraient les homologues fonctionnels des gènes rodA et pbp2b, impliqués dans l'élongation de la paroi latérale. Deux autres mutants sont affectés dans deux ORF distinctes mais localisées au même locus. Cette région contient au moins 4 ORF dont les produits hypothétiques sont homologues de protéines impliquées dans la maturation des centres Fe-S. Une analyse transcriptionnelle permet de montrer leur cotranscription. Une mutagenèse dirigée sur l'une des 4 ORF (nifU-like) permet d'impliquer celle-ci directement dans la défense contre le stress oxydatif. Parallèlement, une étude du phénotype colonial de la souche CNRZ368 a permis d'identifier l'existence de variants spontanés apparaissant à une fréquence proche du pourcent. La détection de ces phénotypes est conditionnelle à la présence d'oxygène. De plus, ces clones variants sont fréquemment résistants à un stress oxydatif, suggérant l'existence d'un lien (bien que non strict) entre ces variants et le niveau de résistance contre le stress oxydatif.

Streptococcus thermophilus is an anaerobic aerotolerant organism. A hydrogen peroxide defence system had been shown to be inducible in the CNRZ368 strain, and may take part in its aerotolerance. In order to identify genes involved in S. Thermophilus defence against oxidative stress, clones from a mutant collection obtained by insertional mutagenesis, had been selected for their sensitivity or resistance to an oxidative stress. Molecular analysis of mutants selected under these conditions showed that their disruption sites can be classified in 4 categories: those that carried genes potentially linked to oxidative stress defence, those potentially involved in cell wall biosynthesis, those potentially involved in general metabolism, those that carried genes of unknown function. Two mutants, disrupted in genes homologous to rodA et pbp2b were affected in their cell shape, confirming that these genes were probably functional homologues of rodA and pbp2b genes involved in elongation of lateral cell wall. Two other mutants were affected into two distinct ORF but localised in the same locus. This region contained at least 4 ORF whose hypothetical translation products are homologous to proteins involved in Fe-S centers maturation. A transcriptional analysis showed their cotranscription. Directed mutagenesis affecting one of the 4 ORF (nifU-like) allowed to demonstrate its direct involvement in oxidative stress defence. Moreover, study of CNRZ368 colonial phenotype revealed the existence of spontaneous variants that appeared with a frequency of almost one percent. Detection of variant phenotypes was conditional to oxygen presence during growth. In addition, variant clones often displayed a better resistance to oxidative stress than did the wild-type strain, suggesting a link (although it is not a strict link) between these variants and the resistance against oxidative stress level.