Le gène cse, de création récente, code une hydrolase du peptidoglycane impliquée dans la séparation des cellules de Streptococcus thermophilus

The cse gene, recently created, encodes a cell-wall hydrolase involved in cellular separation in Streptococcus thermophilus

• Auteur / Autrice : Séverine Layec
• Direction : Bernard Decaris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique Moléculaire
• Date : Soutenance le 07/11/2008
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : BioSE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Génétique et Microbiologie
• Jury : Président / Présidente : Marie-Claire Lett
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Claire Lett, Saulius Kulakauskas, Stéphane Mesnage, Pierre Leblond, Françoise Rul, Bernard Decaris, Nathalie Leblond-Bourget
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Saulius Kulakauskas, Stéphane Mesnage

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules -- Séparation

Génétique

Streptococcus thermophilus

Mots clés libres

Réassortiment de modules

Hydrolase du peptidoglycane

Septum mature

Résumé

Streptococcus thermophilus est une bactérie lactique utilisée dans l’industrie laitière pour la fabrication de yaourts et de divers fromages. S. thermophilus se développe en chaîne de cellules. Le mécanisme de la séparation des cellules n’est pas connu chez S. thermophilus. Un mutant de S. thermophilus présentant des chaînes de cellules extrêmement longues a été caractérisé. Le gène identifié est nommé cse pour cell separation. La particularité de cse est qu’il résulte d’un réassortiment de modules. En effet, l’analyse a montré que son extrémité 5’ est homologue à celle de sip de S. salivarius, tandis que son extrémité 3’ est homologue à celle de pcsB de S. thermophilus. Le gène cse spécifique de S. thermophilus code une protéine modulaire. A son extrémité N-terminale, Cse possède un peptide signal et un domaine de liaison à la paroi, LysM. Et à son extrémité C-terminale, Cse possède un domaine CHAP, présent dans les hydrolases du peptidoglycane. Dans cette étude, la localisation de Cse à la surface des cellules de S. thermophilus a été réalisée par microscopie électronique à transmission et immunofluorescence à l’aide d’anticorps dirigés contre cette protéine. Cse est localisée spécifiquement aux septa matures de S. thermophilus. De plus, l’activité de Cse a été démontré par zymogramme et présente une activité lytique qui est conférée par son domaine CHAP. L’analyse par RP-HPLC des muropeptides de la paroi de S. thermophilus après digestion avec le domaine CHAP a révélé que Cse est une hydrolase du peptidoglycane et plus précisément une endopeptidase. L’ensemble de ces résultats montre que Cse est l’enzyme majeure de la séparation cellulaire de S. thermophilus.

Streptococcus thermophilus is a lactic bacteria used a stater of fermentation in dairy factories for the production of yogurt and many cheeses. S. thermophilus grows as chains of ovoid cells. However, the genetic basis of S. thermophilus cell separation is still unknown. A S. thermophilus mutant displaying extremely long chains of cells was characterized and demonstrated to be impaired a gene that we named cse for cell separation. The originality of this gene is that cse creation resulted from domain shuffling. Indeed, the analysis has revealed that its 5’extremity has homology with that of sip from S. salivarius, while its 3’extremity shares homology with pcsB from S. thermophilus.The cse gene specific from S. thermophilus, encodes a modular protein. The N-terminal end of Cse contains a secretion signal and cell-wall binding LysM domain. Its C-terminal end includes a CHAP domain found in bacterial cell-wall hydrolases. In this study, the localization of Cse on S. thermophilus cell surface has been undertaken by immunogold electron and immunofluorescence microscopies using of antibodies raised against this protein. Immunolocalization shows that the presence of the Cse protein at mature septa. Moreover, the CHAP domain of Cse exhibits a lytic activity on the cell wall of S. thermophilus that has been demonstrated by zymogram. Additionally, RP-HPLC analysis of muropeptides released from S. thermophilus after digestion with the CHAP domain shows that Cse is a cell wall hydrolase that can function as an endopeptidase. Alltogether, these results suggest that Cse is a major cell wall hydrolase involved in daughter cell separation of S. thermophilus.