Thèse soutenue

Étude des interconnexions dans les réseaux de régulation de Listeria monocytogenes en réponse aux conditions de l'environnement

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Auteur / Autrice : Catarina Moreira Marinho
Direction : Pascal PiveteauConor O'Byrne
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie des organismes
Date : Soutenance le 27/08/2019
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec University college (Galway, Irlande)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agroécologie (Dijon) - Agroécologie [Dijon]
établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
Jury : Président / Présidente : Romain Briandet
Examinateurs / Examinatrices : Kate Reddington
Rapporteurs / Rapporteuses : Alice Lebreton, Olivier Dussurget

Mots clés

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Résumé

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Listeria monocytogenes est une bactérie ubiquiste présente dans des habitats variés. Chez des personnes au système immunitaire affaibli, l’ingestion d’aliments contaminés par L. monocytogenes peut provoquer la listériose, une maladie qui se caractérise par un taux de mortalité très élevé. Sa capacité d'adaptation aux conditions environnementales repose sur un réseau complexe de régulations transcriptionnelle et post-transcriptionnelle. Le système de communication Agr participe à la régulation de plus de 700 gènes pendant la vie saprophyte et in vivo pendant le processus infectieux. Le facteur sigma alternatif Sigma B (σB) contrôle la réponse générale au stress et régule la transcription de près de 300 gènes. Certains gènes sont sous le contrôle direct ou indirect de ces deux régulateurs ce qui suggère une interconnexion entre le système Agr et σB. Par ailleurs, le rôle biologique de la plupart des petits ARN non-codants (ncARNs) reste peu caractérisé. L’objectif de ce travail de thèse était de décrypter les interconnexions entre les régulateurs AgrA et σB et d’étudier le rôle d’un ARN non codant qui pourrait participer à cette interconnexion.Dans un sol stérilisé, les populations de L. monocytogenes augmentent et la délétion du gène agrA ou du gène sigB n’affecte pas leur croissance. Dans un sol non traité, la viabilité de la souche parentale diminue progressivement. Dans ces conditions, l'inactivation de l’un ou l’autre de ces systèmes a également affecté la survie. L'analyse transcriptionnelle a confirmé l’importance d’Agr et de σB pour la survie dans le sol. La capacité à coloniser la rhizosphère était également considérablement affectée par la délétion du gène sigB. Ces données illustrent le rôle que ces systèmes de régulation jouent dans l'écologie naturelle de ce pathogène.Pendant la formation des biofilms, l'expression d’agrA, initialement faible, était maximale à la fin de la phase de croissance. L’inactivation du système Agr provoque une diminution de l'attachement cellulaire aux premières étapes de la croissance sessile. De plus, la délétion de sigB annule l’expression du système Agr alors que la délétion d’agrA entraîne un retard de l’activation du promoteur de sigB dans les cellules organisées en biofilm et soumises à un stress osmotique. Ces résultats confirment l’interconnexion des deux systèmes et suggèrent un rôle de σB dans la formation des biofilms en fonction des conditions environnementales rencontrées. La structuration du biofilm variait d’un empilement uniforme de cellules dans un milieu riche, à des structures filamenteuses et dispersées en conditions de stress osmotique. Ces résultats confirment la contribution des systèmes Agr et σB au cours de la croissance sessile de L. monocytogenes.Le rôle de l'ARN non codant Rli47 a été étudié par des approches in silico et in vivo. Plusieurs cibles ont été identifiées dont ilvA qui code la thréonine désaminase, une enzyme de la voie de biosynthèse des acides aminés à chaîne ramifiée. L’interaction entre Rli47 et la région Shine-Dalgarno de l’ARNm ilvA a été confirmée expérimentalement. La délétion de rli47 provoque une augmentation des taux de transcrits ilvA ainsi que de l'activité de l’enzyme. Par ailleurs, dans un milieu appauvri en isoleucine, le temps de latence du mutant ∆rli47 est réduit par rapport à celui de la souche parentale. Ce phénotype a également été observé dans un mutant dépourvu de σB. L'analyse du transcriptome confirme le rôle important de Rli47 dans la modulation du métabolisme des acides aminés. Les données amènent à un modèle théorique dans lequel Rli47 est un répresseur de la voie de biosynthèse de l'isoleucine ce qui pourrait limiter la croissance de L. monocytogenes lorsque les conditions environnementales sont défavorables.L’élucidation de ces réseaux de régulation permettra de mieux comprendre l’écologie de L. monocytogenes et pourrait permettre le développement d’alternatives innovantes visant à limiter son développement.