Identification de facteurs conditionnant la recombinaison des cassettes au sein des intégrons

Identification of factors conditioning cassette recombination among integrons

• Auteur / Autrice : Claire Vit
• Direction : Didier Mazel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et génétique
• Date : Soutenance le 09/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut Pasteur (Paris). Unité Plasticité du génome bactérien
• Jury : Président / Présidente : Frédérique Le Roux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Céline Loot, Pascale Lesage
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Rousseau, François-Xavier Barre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromosome bactérien

Bactéries Gram négatives

Vibrion cholérique

Éléments génétiques mobiles

Recombinaison génétique

Mots clés libres

Intégron

Recombinaison site-spécifique

Facteurs d'hôte

RecA

Integron

Site-specific recombination

Host factors

RecA

Résumé

Les intégrons sont des éléments génétiques mobiles associés à des plasmides conjugatifs et des éléments transposables (Intégrons Mobiles de Résistance, IMR) ou localisés sur les chromosomes bactériens (Intégrons Sédentaires Chromosomiques, ISC). Les IMR contribuent au phénomène de multirésistance chez les bactéries à Gram-négatif et les ISC participent quant à eux de manière générale à l’adaptation des bactéries aux variations de l’environnement. Ces éléments génétiques ont la capacité de capturer, stocker et réarranger des cassettes contenant des gènes qui conférent différentes fonctions adaptatives. L’ensemble de ces évènements sont assurés par une recombinase à tyrosine, l’intégrase. Le système intégron est connecté à la cellule hôte et à l’environnement via une régulation impliquant des facteurs d’hôte. Parmi ces facteurs, des protéines accessoires semblent participer au mécanisme de recombinaison des cassettes dans l’ISC de V. cholerae et seraient dispensables pour la recombinaison au sein des IMR de classe 1. Nous avons mis en avant l’implication de la protéine RecA de V. cholerae dans la recombinaison au sein de l’ISC de cette bactérie. RecA ne constituerait pas le seul facteur d’hôte participant au recrutement des cassettes dans cet ISC et nous avons cherché à identifier d’autres cibles potentielles. L’identification de facteurs impliqués lors de la recombinaison des cassettes est essentielle pour comprendre l’évolution des IMR. Ceux-ci se sont le plus possible affranchis de la contribution de certaines protéines accessoires pour la recombinaison des cassettes, ce qui constitue un atout majeur pour leur dispersion efficace parmi les bactéries à Gram-négatif.

Integrons constitute genetic structures associated with conjugative plasmids and transposons (Mobile Integron, MI) or located on bacterial chromosomes (Sedentary Chromosomal Integron, SCI). MIs are considered as major contributors in the emergence of multiresistances among Gram negative bacteria, while SCIs are thought to contribute more broadly to adaptation in changing environments. These genetic elements are able to capture, stockpile and reshuffle gene cassettes. All these events are ensured by a site-specific tyrosine-recombinase, the integrase. Different host factors allow the connexion of the integron system with the host cell and the environment. Among these factors, some accessory proteins participate in cassette recombination among V. cholerae SCI, while they are dispensable in the case of Class 1 MI. We highlight the implication of the RecA protein in cassette recombination among V. cholerae SCI. This protein is not the only host factors that allow cassette recruitment in V. cholerae SCI and we tried to identify other proteins that may be involved in this case. Identifying host factors involved in cassette recombination is essential and would allow understanding how MI have evolved to render cassette recruitment independent from specific host factors as much as possible. The latter has contributed to their successful dissemination among Gram-negative bacteria.