ARN régulateurs procaryotiques et virulence

Procaryotic regulatory RNA and virulence

• Auteur / Autrice : Eric Huntzinger
• Direction : Pascale Romby
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmides

Régulation génétique

Virulence (microbiologie)

Staphylocoque doré

ARN antisens

Résumé

Durant ma thèse, je me suis intéressé à deux ARN régulateurs procaryotiques. Le premier, l’ARNIII, est un ARN multifonctionnel qui régule l’expression des gènes de virulence chez Staphylococcus aureus. Le second, CopA, est un ARN strictement complémentaire à sa cible et régule le taux de réplication du plasmide R1. L’ARNIII réprime l’expression des facteurs d’adhésion et active la synthèse des toxines en fin de phase exponentielle de croissance. Nous avons montré que le domaine 3’ de l’ARNIII est nécessaire et suffisant pour l’inhibition de l’expression de deux protéines au niveau post-transcriptionnel, la protéine A et SA1000. La fixation de l’ARNIII à ses cibles est initiée par un contact boucle-boucle qui est rapidement converti en un duplex étendu. Ce duplex est ensuite la cible de la RNase III pour induire la dégradation rapide de l’ARNm. Nous avons également montré que la protéine Hfq est un ligand de l’ARNIII. Cette protéine est généralement impliquée dans des mécanismes de régulation basés sur des ARN régulateurs. La fonction de cette interaction dans la virulence de S. Aureus est en cours d’étude. L’ARN antisens CopA régule le taux de réplication du plasmide R1 en contrôlant la synthèse de la protéine initiatrice de la réplication, RepA. La fixation de CopA à sa cible, l’ARNm repA, inhibe la traduction et favorise la dégradation de l’ARNm par la RNase III. L’interaction entre les deux ARN conduit à la formation d’un complexe irréversible. Ce complexe n’est pas un duplex étendu, mais contient une jonction à quatre hélices stabilisée par une longue hélice intermoléculaire, l’hélice C. Nous avons montré que les structures des deux ARN ont évoluées afin de bloquer la progression du complexe irréversible vers le duplex étendu. De plus, nous avons montré que au sein du complexe irréversible, l’hélice C est reconnue efficacement par la RNase III au niveau de sites préférentiels.

During my thesis, I was interested by two procaryotic regulatory RNA. The first, RNAIII, is a multifunctionnal RNA which regulates the expression of virulence gene in Staphylococcus aureus. The second, CopA, is stricly complementary to its target and regulates the rate of plasmid R1 replication. RNAIII inhibits the expression of adhesins and activates the synthesis of toxins at the end of exponential growth phase. We have shown that the 3’ end domain of RNAIII is necessary and sufficient for the inhibition of the expression of two proteins at the post-transcriptional level, the protein A and SA1000. The binding of RNAIII to its targets is initiated by a loop-loop interaction which is rapidly converted to a full duplex. This duplex is the target of RNase III to induce the rapid degradation of the mRNA. We have also shown that Hfq protein is a ligand of RNAIII and the function of this interaction in the virulence of S. Aureus is under investigation. The antisense RNA CopA regulates bacterial plasmid R1 replication by controlling the rate of synthesis of the RepA initiator protein. The binding of CopA to its target, repA mRNA, inhibits the synthesis of RepA and promotes the degradation of the mRNA. The interaction between the two RNA leds to the formation of an irreversible complex. This complex is not a full duplex but contains a four-way junction stabilized by a long intermolecular helix, helix C. We have shown that the structures of both RNA have evolved to block the progression from the irreversible complex to the full duplex. Moreover, we have shown that in the irreversible complex, helix C is recognized by RNase III at preferentials sites.