Rôle des plasmides dans le groupe du B. cereus chez l’insect larvae

Role of plasmids of Bacillus cereus group in insect larvae

• Auteur / Autrice : Fernanda Pires Fazion
• Direction : Didier Lereclus
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 06/04/2017
• Etablissement(s) : Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France en cotutelle avec Universidade Estadual de Londrina (Paraná, Brésil)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
• Jury : Président / Présidente : Luiz Filipe Protasio Pereira
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luiz Filipe Protasio Pereira, Jacques Mahillon, Gislayne Fernandes Lemes Trindade Vilas-Bôas, Olivia Marcia Nagy Arantes
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jacques Mahillon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries sporulantes

Quorum sensing

Applications scientifiques

Bacillus thuringiensis

Pathogénicité

Bacillus cereus

Recherche

Plasmides

Lutte contre

Larves

Insectes

Mots clés libres

Groupe du B. cereus

Plasmides

Adaptation

Fitness et système rap/phr

B. cereus group

Plasmids

Adaptation

Fitness and rao/phr system

Résumé

Bacillus cereus (Bc) et Bacillus thuringiensis (Bt) sont deux espèces génétiquement proches. Bc est une bactérie pathogène que peuvent causer des gastro-entérites d’origine aliméntaire. Bt est une bactérie entomopathogène, dont le cycle de vie dans la larve d’insecte est contrôlé par des systèmes de quorum sensing, comme le système Rap/Phr, que régule processus tels que la sporulation, la formation de biofilm et la conjugaison. La présence des ces genès a été identifiée dans les plasmides, et ces eleménts ont été associés à l’adaptation des spécies dans sont niche ecologique. Le but de cette étude est de comprendre le rôle des plasmides dans ces bactéries. Pour la première étude l’insecte larvae, le niche privilegie de Bt, ont été infectées par souches de Bc et Bt, avec un contenu plasmidique diffèrent. Le fitness a été evallué par le comptage de cellules végétatives et spores dans quatre temps. Les souches de Bt et Bc ont été classées dans cinq groups par rapport à sont fitness. Dans ces groups le plasmide a affecté le fitness de la bactérie positive ou négativement. Les résultats ont démontré que les souches du group du B. cereus que reçoivent a pathogène plasmid ne est pas suffisant pour une augmentation effectif de la population bactérienne, i.e., coloniser l’hôte. La deuxième étude a permis caractériser le système rap/phr porté par le plasmide cryptique pHT8_1. Les résultats démontrent que la protéine Rap8 inhibe la sporulation dans la l’insecte. L’activité de cette protéine est inhibée par le peptide de signalisation Phr8. Le système Rap/Phr8_1 a permis les bactéries exercer un strict contrôle sur la sporulation, un processus important pour assurer la survie et la dissémination des bactéries. L’ensemble des résultats de la deuxième étude montrent que les plasmides peuvent fournir avantages pour l’adaptation et evolution de B. thuringiensis dans son niche ecologique, alors que les résultats de la première étude indiqués que les souches de Bc group doivent avoir un contenu génétique approprié pour exhiber un fitness élévé en permettant une optimal multiplication and dissemination de populations bactérienne dans l’insect larvae.

Bacillus cereus (Bc) and Bacillus thuringiensis (Bt) are two closely related species. Bc is a pathogenic species responsible for gastroenteritis by food-borne. Bt is an entomopathogenic bacterium, which the lifecycle in insect larvae is controlled by quorum sensing systems, such as Rap/Phr, which regulates processes such as sporulation, biofilm formation and conjugation. The presence of these genes in plasmids has been described, furthermore, plasmids have been involved in bacterial adaptation to their ecological niche. In order to understand the role of the plasmids to these species, two complementary works were carried out. First, insect larvae, a privileged ecological niche of Bt strains, were infected with Bc and Bt strains harboring different plasmid contents. Their fitness were evaluated by vegetative cells and spore counts at four time points. Bt and Bc strains were classified into five groups according to the bacterial fitness. In these groups, the plasmid affects positively or negatively the bacterial fitness. The results demonstrated that for B. cereus group strains, getting a pathogenicity plasmid is not enough to effectively increase bacterial population, colonizing insect hosts. The second study characterized the rap/phr system encoded by the cryptic plasmid pHT8_1. The Rap8 protein inhibited the sporulation process in insect larvae. This protein was directly inhibited by the active signaling peptide Phr8. The Rap8/Phr8 system may allow the bacteria to exert a tight control of the sporulation process in the host cadaver for optimizing the multiplication, the survival and the dissemination of the bacteria. Thus, the results of the second study showed that the plasmids can provide advantages for the adaptation and the evolution of B. thuringiensis in its ecological niche, while the results of the first study indicate that B. cereus group strains must have a suitable genetic background to display a high fitness allowing optimal multiplication and dissemination of the bacterial population within insect larvae.