Mécanismes d’adaptation aux basses températures de croissance de la bactérie pathogène B. cereus : rôle des hélicases à ARN

Involvement of RNA helicases in the cold adaptation of the foodborne pathogenic bacteria Bacillus cereus

• Auteur / Autrice : Franck Pandiani
• Direction : Christophe Nguyen-The
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, Microbiologie
• Date : Soutenance le 16/12/2010
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale (Avignon ; 1967-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale
• Jury : Président / Présidente : Catherine Duport
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Iost, Véronique Broussolle
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Michel Panoff, Yves Le Loir

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hélicases

Microbiologie

Effets du froid

Bacillus cereus

Mots clés libres

Bacillus cereus

Hélicase à ARN

Froid

Stress

Adaptation

Bacillus cereus

RNA helicase

Cold

Stress

Adaptation

Résumé

Bacillus cereus est une bactérie largement disséminée dans la nature, contaminant ainsi les aliments en contact avec le sol. En France, cette bactérie est considérée comme le quatrième agent de toxi infection alimentaire collective. Pour être pathogène, B. cereus doit être capable de se multiplier lors des différentes étapes de transformation et notamment au cours de la réfrigération. Le but de cette étude a été d'étudier les mécanismes moléculaires de la réponse adaptative au froid et en particulier le rôle des hélicases à ARN de B. cereus ATCC 14579. Le gène cshA, codant pour une hélicase à ARN putative, a été identifié par une approche de mutagénèse aléatoire, comme jouant un important dans l’adaptation au froid de B. cereus. La souche ATCC 14579 possède 5 gènes codant pour des hélicases à ARN, cshA à cshE qui sont tous fortement surexprimés à 10°C par rapport à 37°C et quel que soit le stade de croissance considéré. La délétion simple des gènes cshA, cshB et cshC conduit à l’apparition de phénotypes cryosensibles, se traduisant par une incapacité d'adaptation au froid par rapport à la souche sauvage, associée à une modification de la morphologie cellulaire. De plus, CshA, CshB et CshC possèdent chacune un domaine de température où leur action est prépondérante. Elles semblent également être impliquées dans l’adaptation au stress oxydant et au stress basique, alors que CshD et E n’ont pas de rôle dans l’adaptation aux stress testés. Nous avons montré que CshA est indispensable à basse température, pour permettre le maintien de la stabilité des ribosomes avec lesquels elle interagit directement, mais aussi pour réguler la dégradation des ARNr. L’identification des partenaires protéiques interagissant avec CshA suggérent qu'elle puisse être également impliquée dans un complexe de dégradation des ARN

Bacillus cereus is a widespread bacteria, thus contaminating all raw materials in contact with soil. In France, B. cereus is considered as the fourth causative agent of foodborne illness. To be pathogenic, B. cereus should multiply during the various stages of food processing and particularly during preservation at low temperature. The aim of this study was to study molecular mechanisms of the adaptive response at low temperature and more precisely the involvement of the B. cereus ATCC 14579 RNA helicases. The cshA gene encoding a putative RNA helicase was identified by a random mutagenesis approach, as playing a major role in cold adaptation of B. cereus. The ATCC 14579 strain possesses 5 genes encoding putative RNA helicases, cshA to cshE, which were all strongly overexpressed at 10°C versus 37°C, whatever the growth stage. The simple deletion of cshA, cshB, and cshC lead to a cold-sensitive phenotype, resulting in an inability to adapt at 10 °C compared to the wild type strain, associated to a huge modification of cell morphology. In addition, CshA, CshB and CshC have a temperature range where their action is decisive. The role of these three RNA helicases also appears to be important in adaptation to oxidative and basic stresses while CshD and E did not appear to be involved in the adaptation to the tested stresses. The RNA helicase CshA has the most important role in adaptation to cold. We demonstrated that CshA is essential at low temperature to allow the maintenance of ribosome stability. CshA interacts directly with ribosomes, and also regulate rRNA degradation. The identification of protein partners that interact with CshA suggests that it could be involve in a complex of RNA decay