Identification des gènes impliqués lors de l'établissement de Lactobacillus casei dans l'intestin et caractérisation de l'opéron LSEI_0219-0221

Identification of the genes involved in the establishment of Lactobacillus casei in the gut and characterization of the LSEI_0219_0221

• Auteur / Autrice : Hélène Scornec
• Direction : Jean-François Cavin, Hélène Licandro
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'alimentation
• Date : Soutenance le 04/11/2014
• Etablissement(s) : Dijon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon) - Procédés Alimentaires et Microbiologiques [Dijon] / PAM
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Leblond-Bourget
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Sansonetti, Dominique Garmyn
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Véronique Monnet, Jacques Ravel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peptidoglycanes

Hydrolases

Lactobacillus casei

Mots clés libres

Lactobacillus casei

Signature-Tagged Mutagenesis

Séquençage

Système à deux composants

Hydrolases du peptidoglycane

Lactobacillus casei

Signature-Tagged Mutagenesis

Sequencing

Two-component system

Peptidoglycan hydrolase

Résumé

Chez les bactéries en contact direct avec leur milieu, la transcription des gènes et la synthèse des protéines sont régulées de manière efficace à chaque changement des paramètres environnementaux afin de permettre la survie cellulaire. Dans le cas des bactéries commensales de l’intestin, ces régulations doivent aussi permettre les interactions symbiotiques et la colonisation dont les mécanismes moléculaires, encore peu connus, sont probablement liés, entre autres, à la surface des bactéries (molécules exposées et sécrétées…). Lactobacillus casei, bactérie commensale, possède environ 330 gènes prédits comme intervenant dans la composition et la fonctionnalité de la surface cellulaire. Afin d’avoir une vue globale de la totalité des gènes qui interviennent dans l’établissement de L. casei dans l’intestin, une approche de génétique inverse a été réalisée. Pour cela, une banque de mutants aléatoires étiquetés de L. casei par « Signature-Tagged Mutagenesis » a été créée puis annotée et réorganisée grâce au séquençage des régions d’insertion du transposon. Les mutants ont été criblés quant à leur capacité à s’établir dans l’anse iléale ligaturée de lapin et quantifiés par qPCR. Parmi les 47 gènes identifiés comme étant impliqués dans l’établissement in vivo, trois gènes en opéron codant pour un système à deux composants et une « penicillin-binding protein » ont été caractérisés. Ces trois gènes sont impliqués dans la modulation de la surface cellulaire et plus particulièrement dans la régulation des hydrolases du peptidoglycane qui sont nécessaires à la protection de la bactérie dans l’environnement intestinal.

In bacteria which are in direct contact with their environment, genes transcription and proteins synthesis are efficiently regulated at each change of environmental parameters to allow cell survival. For intestinal commensal bacteria, these regulations must also allow symbiotic interactions and colonization whose molecular mechanisms, so far little known, are probably related, among others, to the bacteria surface (molecules exposed and secreted…). Lactobacillus casei, a commensal bacterium, has about 330 predicted genes involved in the composition and functionality of the cell surface. To have a global view of the whole genes involved in the establishment of L. casei in the gut, a reverse genetics approach was performed. For that, a library of L. casei random labeled-mutants by Signature-Tagged Mutagenesis was generated then annotated and reassembled thanks to the sequencing of transposon insertion sites. Mutants were screened for their ability to establish themselves in the rabbit ligated ileal loop and quantified by qPCR. Among the 47 genes identified as involved in the in vivo establishment, three genes in an operon encoding a two-component system and a penicillin-binding protein were characterized. These three genes are involved in the cell surface modulation and particularly in the regulation of peptidoglycan hydrolases which are required for the bacteria protection in the intestinal environment.