Evolution d'une famille d'éléments intégratifs potentiellement conjugatifs et/ou mobilisables de Streptococcus thermophilus

• Auteur / Autrice : Guillaume Pavlovic
• Direction : Gérard Guedon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique moléculaire
• Date : Soutenance en 2004
• 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

Éléments génétiques mobiles

Régions hypervariables (génétique)

Transfert génétique

Génétique de l'évolution

Recombinaison génétique

Streptococcus thermophilus

Résumé

Lors de ce travail, quatre types d'îlots génomiques apparentés à ICESt1 ont été caractérisés. Ils sont intégrés au même site que lui chez sept souches de S. Thermophilus. L'un des éléments, ICESt3 est probablement un ICE. Deux autres types d'éléments, CIME19258 et CIME302 sont flanqués par des sites attL et attR apparentés à ceux d'ICESt1 et d'ICESt3 tandis que DCIME308 possède uniquement un site attR. Ces éléments dérivent d'un ICE par délétion des modules de conjugaison et de recombinaison. La comparaison des ICE et CIME (CIs Mobilisable Element ) de S. Thermophilus et des études fonctionnelles réalisées avec des plasmides portant tout ou partie du module de recombinaison d'ICESt1 suggèrent que ces éléments évoluent selon un modèle original. La forme circulaire d'un ICE acquise par conjugaison s'intégrerait par recombinaison site-spécifique dans le site attR du CIME formant ainsi une structure attL-CIME-attI-ICE-attR. Le site attI serait ensuite partiellement ou totalement délété stabilisant la structure. Cet ensemble constituerait un nouvel ICE qui s'exciserait par recombinaison site-spécifique puis se transférerait par conjugaison. Les ICE acquerraient ainsi de nouveaux modules par un mécanisme inconnu jusqu'alors : l'accrétion et la mobilisation site-spécifique de CIME. En conclusion, les ICE et probablement les CIME joueraient un rôle important dans l'évolution par transfert horizontal des génomes bactériens et participeraient à l'acquisition de nouvelles fonctions par ces génomes.

In this work, four types of genomic islands related to ICESt1 were characterized. They are integrated in the same location as ICESt1 in seven other strains of S. Thermophilus. One of these elements, ICESt3, is probably an ICE. Two other types of elements, CIME19258 and CIME302, are flanked by site-specific attachment sites closely related to attL and attR of ICESt1 and ICESt3 whereas DCIME308 only possesses a putative attR site. They have arisen from ICEs by deletion of there conjugation and recombination modules. Comparisons between ICE and CIME (cis-mobilizable element) from Streptococcus thermophilus and functional analysis, using plasmids harbouring the entire or a part of the recombination module of ICESt1, suggest that these elements evolve by a novel model. ). The circular form of an ICE, acquired by conjugation, integrates by site-specific in the attR site of the CIME, leading to the structure attL-CIME-attI'-ICE-attR'. Then partial or entire deletion of the attI site would stabilise the composite element. The whole structure would be a novel ICE and could be excised by recombination between attL and attR and transferred to a new host bacterium. This suggests that ICEs have acquired novel modules by a new mechanism: accretion / mobilization of CIMEs. In conclusion, ICE and probably CIME would be important in the evolution of bacterial genomes by horizontal gene transfer and contribute to the acquisition of new functions by these genomes.