Etude des systèmes à deux composants impliqués dans la réponse au stress et la virulence chez Enterococcus faecalis

Study of two-component systems involved in Enterococcus faecalis stress response and virulence

• Auteur / Autrice : Cécile Muller
• Direction : Alain Rincé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Entérocoques

Transduction du signal cellulaire

Virulence (microbiologie)

Stress -- Physiologie

Résumé

Enterococcus faecalis est un pathogène opportuniste qui présente de grandes capacités d'adaptation aux stress environnementaux. La réponse au stress fait intervenir des systèmes à deux composants, constitués d'une protéine histidine-kinase senseur et d'un régulateur de réponse qui régule l'expression de ses gènes cibles en réponse à un stimulus donné. La pathogénicité de 8 mutants de régulateurs de réponse a été évaluée par des expériences de survie en macrophages et d’infections en modèle péritonéal de souris, et a montré que les systèmes Err04-Ehk04, Err05-Ehk05 et Err06-Ehk06 sont impliqués dans la virulence de la bactérie, et présentent donc un intérêt thérapeutique. Le rôle de ces systèmes a été déterminé par l’étude phénotypique des mutants des régulateurs de réponse, par analyses transcriptionnelles à l’aide de fusions de gènes, et par des approches protéomique et transcriptomique réalisées à l’aide des mutants ou de constructions génétiques ayant servi à surexprimer ou à activer le régulateur. Les 3 systèmes régulent leur propre expression et sont impliqués dans la réponse au stress. Err04-Ehk04 joue un rôle dans la réponse à une carence en phosphate, et contrôle l'expression d'au moins un transporteur de phosphate. Err06-Ehk06 contribue à la réponse au stress oxydatif : il est induit par H2O2 et contrôle l'expression du gène katA, codant une catalase. Enfin, le système Err05-Ehk05, régule l'expression de protéines générales de stress et de protéines impliquées dans la composition de l'enveloppe cellulaire. La séquence de fixation de Err05 sur différents gènes du régulon a été déterminée, et a permis l'identification de cibles potentielles par une analyse in silico.

Enterococcus faecalis is an opportunistic pathogen, which presents exceptional resistance capacities to environmental stresses. Stress response implies two-component systems, constituted of a histidine kinase sensory protein and a response regulator, which regulates expression of its target genes in response to a specific stimulus. The pathogenicity of 8 mutants of response regulators was evaluated using experiments of survival within macrophages, and infection in a mouse peritoneal model and showed that the 3 systems Err04-Ehk04, Err05-Ehk05 and Err06-Ehk06 are involved in virulence of the bacterium, presenting a therapeutic interest. The involvement of these systems have been determined with phenotypical studies of the response regulator mutants, with transcriptionnal analyzes using gene fusions, and with proteomic and transcriptomic approaches performed with mutants or genetic constructions which overexpress or activate the regulator. The 3 systems autoregulate their own expression and are involved in stress response. Err04-Ehk04 plays a role in response to phosphate starvation conditions, and controls expression of a phosphate transporter. Err06-Ehk06 contributes to the response to oxidative stress: it is induced by H2O2 and would control the transcription of the katA gene, encoding a catalase. Finally, the Err05-Ehk05 system regulates expression of general stress proteins, and proteins belonging to cell envelope. DNA-binding sites of Err05 on different target promoters were determined, and allowed the identification of new potential targets with in silico analysis.