Etude de la nouvelle protéine morphogène CozEb chez la bactérie Streptococcus pneumoniae

Study of the new morphogenic protein CozEb in the bacterium Streptococcus pneumoniae

• Auteur / Autrice : Marine Restelli
• Direction : Christophe Grangeasse, Sébastien Guiral
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la cellule
• Date : Soutenance le 25/09/2020
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Molecular Microbiology and Structural Biochemistry (Lyon ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrice Gouet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Grangeasse, Nathalie Campo, Frédérique Pompeo, Annemarie Wehenkel, Cécile Morlot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Campo, Frédérique Pompeo, Annemarie Wehenkel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Croissance -- Régulation

Cellules

Peptidoglycanes

Paroi bactérienne

Pneumocoque

Mots clés libres

Streptococcus pneumoniae

Morphogenèse bactérienne

Assemblage du peptidoglycane

Régulation des PBPs

Streptococcus pneumoniae

Morphogenesis of bacteria

Peptidoglycan assembly

Regulation of PBPs

Résumé

Le composant majeur de la paroi cellulaire bactérienne, le peptidoglycane, assure le maintien de la forme cellulaire et la protection mécanique nécessaire à l'intégrité de la cellule. Son assemblage est finement contrôlé par des mécanismes de régulation spécifiques des différentes espèces et formes de la cellule bactérienne. Le peptidoglycane est formé de chaines de sucres réticulées entre elles par des ponts peptidiques. La famille des Penicillin-Binding Proteins (PBPs) rassemble des protéines catalysant la polymérisation et la réticulation du peptidoglycane. Au cours de ma thèse, j'ai identifié et caractérisé un nouveau régulateur de l'assemblage du peptidoglycane chez la bactérie Streptococcus pneumoniae, la protéine CozEb. Ainsi, j'ai montré que l’absence de CozEb induit des défauts morphologiques, montrant son importance dans le maintien de la forme cellulaire. J’ai également mis en évidence que CozEb interagit avec toutes les PBPs et avec CozEa, un autre régulateur homologue à CozEb régulant spécifiquement la PBP PBP1a. Bien que CozEb ne semble pas réguler PBP1a, j’ai ensuite démontré que la surproduction de CozEb compense l’absence de CozEa. J’ai enfin mis en évidence que CozEa et CozEb possèdent une localisation membranaire dynamique et qu'elles ne sont pas retrouvées au septum de division. Je propose ainsi un modèle dans lequel CozEa et CozEb agiraient tel un système de surveillance assurant le confinement des PBP au site de division pour garantir un assemblage correct du peptidoglycane. Ces travaux permettent ainsi d’approfondir la compréhension des mécanismes d’assemblage du peptidoglycane qui est indispensable à la survie d'une bactérie pathogène pour l'homme

The main component of the bacterial cell wall is the peptidoglycan. It ensures the maintenance of the cell shape and ensures the mechanical protection required for the cell integrity. Its assembly is tightly regulated by diverse mechanisms that are specific of the bacterial cell shape and/or species. The peptidoglycan is formed by glycan strands cross-linked by peptide bonds. The family of Penicillin-Binding Proteins (PBPs) includes proteins that catalyse the polymerization and the reticulation of the peptidoglycan mesh. During my thesis, I identified and characterized a new regulator, the protein CozEb, of peptidoglycan assembly in the bacterium Streptococcus pneumoniae. I showed that the absence of CozEb leads to cell shape defects, thus highlighting the importance of CozEb in the maintenance of the cell shape. I also demonstrated that CozEb interacts with all the PBPs and with CozEa, another regulator which is homologous with CozEb and that regulates specifically the PBP PBP1a. Although CozEb does not seem to regulate PBP1a, I showed that the overproduction of CozEb compensate the absence of CozEa. I finally demonstrated that CozEa and CozEb display a comparable dynamic cellular localization and that the two regulators are excluded from the division site. Therefore, I propose a model in which CozEa and CozEb act like a monitoring system promoting PBP localization at the division site to secure a correct assembly of peptidoglycan. Altogether, this work provides a better understanding of the mechanisms involved in peptidoglycan assembly that is crucial for the viability of an important bacterial pathogen