Etude comparative de la régulation transcriptionnelle des opérons foo et clp, codant respectivement pour les adhésines F1651 et CS31A

Comparative study of transcriptional regulation of the foo and clp operons, encoding F1651 and CS31A adhesins

• Auteur / Autrice : Cécile Crost
• Direction : Christine Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régulation génétique

Méthylation

Pasteurellose bovine

Alanine

Escherichia coli

Adhésines

Opérons

Leucine

Colibacillose

Résumé

Les adhésines F1651 et CS31A sont produites par des Escherichia coli responsables de septicémies chez le porcelet et le veau. Deux types de régulation transcriptionnelle s'exercent sur les opérons foo et clp (codant pour F1651 et CS31A respectivement ) : le contrôle du taux d'expression et le contrôle de la variation de phase. Les opérons foo et clp sont soumis à la régulation dépendante de la méthylation et présentent des caractéristiques communes : deux sites GATC conservés en amont de la région régulatrice, les régulateurs transcriptionnels homologues des protéines PapB et PapI. La protection par la méthylation des sites GATC est dépendante de la protéine Lrp (Leucine responsive regulatory protein). Lrp et ClpB, l'équivalent de PapB, répriment la transcription de base de clp. Un homologue de PapI (AfaF) est requis, avec Lrp, pour établir la variation de phase, qui déclenche la production en majorité de cellules en phase-OFF. Le mécanisme de variation de phase de clp a été élucidé : dans les cellules en phase-OFF, le site GATCdist est méthylé et le site GATCprox est non-méthylé, alors que dans les cellules en phase-ON, la situation inverse est établie. Conformément à cette observation, l'affinité de Lrp est plus grande pour la région GATCprox que pour la région GATCdist, aussi bien in vitro que in vivo. In vivo, l'apparition de cellules en phase-ON requiert la présence de AfaF qui semble augmenter l'affinité de Lrp pour le site GATCdist. Nous avons démontré que contrairement à clp, Lrp active la transcription de base de foo. Lrp et FooI (l'homologue de PapI) sont requis pour établir la variation de phase de foo, qui conduit à la production majoritaire de cellules en phase-ON. La corrélation du profil de méthylation avec les cellules en phases ON ou OFF est moins bien définie pour foo que pour clp, et l'affinité de Lrp est identique pour les deux régions GATC. L'influence de plusieurs conditions environnementales sur l'expression de foo et clp a été testée. Les résultats obtenus suggèrent une meilleure expression des deux opérons dans des milieux nutritionnellement pauvres, même à des pH modérément faibles et de fortes osmolarités. L'alanine, le milieu LB, et les basses températures augmentent le nombre de cellules en phase-OFF, alors que le glucose et la leucine répriment la transcription de base sans modifier la variation de phase. In vitro, l'alanine et la leucine diminuent l'affinité de Lrp pour les deux régions GATC des régions régulatrices de clp et foo. Pour clp, ceci s'est traduit, in vivo, par l'augmentation de la méthylation du site GATCdist et de la non méthylation du site GATCprox, favorisant ainsi le profil caractéristique des cellules en phase-OFF. De plus, l'alanine empêche la protection contre la méthylation du site GATCdist dépendante de AfaF et ainsi l'apparition des cellules en phase-ON. Pour foo, en présence d'alanine, la protection contre la méthylation des deux sites GATC est augmentée, alors que la leucine favorise la méthylation des deux sites. La compréhension de ces mécanismes de régulation pourrait permettre le développement de nouvelles stratégies préventives ou thérapeutiques pour lutter contre les colibacilloses