Le locus yciGFE(katN) du régulon sigma S : régulation différentielle chez E.coli et Salmonella par H-NS et le régulateur YncC

The sigma S-dependent yciGFE(katN) locus : differential regulation by H-NS, and the YncC regulator in E. coli and Salmonella

• Auteur / Autrice : Mélanie Beraud
• Direction : Françoise Norel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et virologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines de répression

Salmonella typhimurium

Régulation de l'expression des gènes bactériens

Escherichia coli

génétique

Facteur sigma

Résumé

En phase stationnaire de croissance ou en réponse à certains stress, les Enterobactéries s'adaptent, notamment par la mise en place du régulon sigma S. La sous unité as (codé par le gène rpoS) de l'ARM polymérase est un facteur a dont l'expression et l'activité sont extrêmement régulées et qui joue un rôle majeur dans la résistance généralisée au stress, la formation de biofilms et la virulence de Salmonella enterica sérovar Typhimurium. Nous avons utilisé la technologie ProteinChip SELDI-TOF afin de caractériser le protéome de mutants de Salmonella, en particulier un mutant du gène yncC. Ce gène, de fonction inconnue, fait partie du régulon sigma S et code un régulateur potentiel de la famille GntR/FadR. Nous avons ainsi pu identifier des cibles potentielles de YncC, que nous avons validées par des études in vivo et in vitro. Ces cibles sont organisées en operon, yclGFEkatN, qui appartient au régulon sigma S et code pour une catalase et des protéines de fonctions inconnues. Cet operon est réprimé par H-NS, une protéine du nucléoïde connue pour éteindre l'expression de nombreux gènes, en particulier ceux acquis par transfert horizontaux. L'opéron est en partie présent chez Escherichia coli K-12 où il est également régulé par sigma S , YncC et H-NS. Cependant, les mécanismes de régulation de son expression dans les 2 espèces sont différents. L'acquisition de cet operon résulte très probablement d'un transfert horizontal mais cet événement semble plus récent dans le cas de E. Coli K-12 que dans le cas de Salmonella. L'acquisition ancestrale des gènes yclGFEkatN chez Salmonella a probablement permis d'intégrer cet operon, et de moduler la régulation de son expression, au sein du régulon sigma S.

The a regulon is set up to allow Enterobacteria to adapt to stationary phase of growth or in response to some stresses. The RNA polymerase subunit sigma S (encoded by rpoS) is a a factor whose expression and activity are tightly regulated and it plays a major role in general stress resistance, biofilm formation and virulence of Salmonella enterica serovar Typhimurium. Our study deals with the functional characterization of the as regulon. We used the ProteinChip SELDI- TOF technology in order to characterize the proteome of Salmonella mutants, including the yncC mutant. The sigma S- dependent gene yncC is of unkown function and encodes a putative regulatory protein that belongs to the GntR/FadR family of transcriptional regulators. Potential targets for YncC regulation were identified and subsequently validated by in vivo and in vitro experiments. These belong to the sigma S-dependent operon yclGFEkatN, which encodes a catalase and proteins of unknown function. The yclGFEkatN operon is repressed by H-NS, an histone-like protein known to repress the expression of numerous genes, especially horizontally acquired genes. The operon is partially present in Escherichia coli K-12 where it is also regulated by sigma S, YncC and H-NS. However, levels of expression and mechanisms of regulation the operon are different in the two species. This operon has probably been acquired by horizontal gene transfer in both species, but more recently in E. Coli K-12 than in Salmonella. Presumably, the ancestral acquisition of the yciGFEkatN genes in Salmonella has allowed integration of this operon, and tight regulation of its expression, within the sigma S regulatory network.