Etude fonctionnelle de nouveaux ARN régulateurs exprimés chez Enterococcus faecium

Functional study of novel small RNAs expressed by Enterococcus faecium

• Auteur / Autrice : Killian Le Neindre
• Direction : Vincent Cattoir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie virologie parasitologie
• Date : Soutenance le 16/11/2021
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ARN régulateurs bactériens et médecine (Rennes)
• Jury : Président / Présidente : Reynald Gillet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olga Soutourina, Jean-Christophe Giard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Martine Pestel-Caron, Marie-Frédérique Lartigue

Mots clés

Mots clés contrôlés

Riborégulateurs

Résistance aux antibiotiques

Bactériologie

Enterococcus faecium

Mots clés libres

Enterococcus faecium

Bactériologie

Régulation

Antibio-Résistance

Riboswitch

Enterococcus faecium

Bacteriology

Regulation

Antibiotic resistance

Riboswitch

Résumé

Enterococcus faecium est un pathogène opportuniste multi-résistant aux antibiotiques, adapté à l’environnement hospitalier et responsable de nombreuses épidémies hospitalières. L’étude de la réponse au stress antibiotique a récemment permis la mise en évidence des premiers petits ARN exprimés chez E. faecium. Ce travail de thèse s’inscrit dans la détermination des fonctions de certains de ces ARN, notamment en lien avec l’antibio-résistance. Nous avons pu identifier ces ARN soit comme des régulateurs localisés dans la région 5’ non traduite (5’UTR) du gène régulé soit comme des ARN régulateurs bona fide. Une investigation fonctionnelle de deux de ces régulateurs situés en 5’UTR a été effectuée par des approches génétiques, transcriptomiques et phénotypiques. Le premier, ern0030, est impliqué dans la régulation du gène de résistance aux tétracyclines tet(M). Nos travaux apportent de nouvelles données expérimentales suggérant l’existence d’un mécanisme de régulation alternatif à celui d’atténuation transcriptionnelle initialement décrit. Le second, ern2050, est un régulateur de type T-box riboswitch impliqué dans la régulation des deux aminoacyl-synthétases HisS et AspS. Nous avons validé expérimentalement ce premier T-box riboswitch chez E. faecium. Cette investigation a également permis de mettre en place un milieu chimiquement défini ayant permis la détermination des acides aminés essentiels chez l’espèce E. faecium et de décrire l’impact de l’absence de régulation de l’opéron hisS-aspS sur la croissance bactérienne dans un milieu pauvre en aspartate. Les données transcriptomiques obtenues ont permis de révéler un autre T-box riboswitch spécifique de l’ARNtHis, ern1900.

Enterococcus faecium is a hospital-adapted multi-drug-resistant pathogen, responsible for numerous hospital outbreaks. Recently, the study of antibiotic stress adaptation allowed to discover the first small RNAs expressed in E. faecium. The aim of this thesis was to investigate the functions of some of these novel sRNAs, especially in connection with antibiotic resistance. We were able to identify these RNAs as cis-regulatory RNA leaders or regulatory RNAs. A functional study of two RNA leaders was performed using a panel of genetic, transcriptomic and phenotypic approaches. The first RNA, ern0030, is implicated in the regulation of tet(M), gene conferring tetracycline resistance. Our works showed new experimental data suggesting an alternative regulatory mechanism different from that of transcriptionnal attenuation initially described. The second RNA, ern2050, is a T-box riboswitch involved in the regulation of expression of two aminoacyl synthetases (HisS and AspS). We experimentally validated this first T-box riboswitch in E. faecium. Additionally, we developed a novel chemically-defined medium, which allowed us to determine the amino acid auxotrophy of E. faecium. We demonstrated that the regulation of the hisS-aspS operon expression was primordial for bacterial growth in aspartate-depleted medium. Global transcriptomic data also revealed another T-box riboswitch, ern1900, specifc for tRNAHis.