VchM - une ADN cytosine méthyltransférase module la réponse de Vibrio cholerae au stress protéotoxique

VchM - a DNA cytosine methyltransferase modulates the response of Vibrio cholerae to proteotoxic stress

• Auteur / Autrice : André Carvalho
• Direction : Didier Mazel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et génétique
• Date : Soutenance le 08/01/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Unité Plasticité du génome bactérien
• Jury : Président / Présidente : Jean-Emmanuel Hugonnet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie Bouvier, Olivier Genest, Zeynep Baharoglu
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Pierre Castanié-Cornet, Josep Casadesús

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécules chaperonnes

Vibrion cholérique

Aminosides

Méthyltransférases

Résistance aux antibiotiques

Mots clés libres

Méthyltransférase

Vibrio cholerae

Aminosides

Tolérance

Chaperonines

Stress protéotoxique

Methyltransferase

Aminoglycosides

Tolerance

Résumé

La résistance aux antibiotiques est devenue une crise mondiale majeure. Il est donc très important de comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent l'adaptation des microbes aux antibiotiques pour lutter contre la résistance aux antimicrobiens. Les aminosides sont une classe d'antibiotiques à l'origine de stress protéotoxique en ciblant le ribosome bactérien et en provoquant une mauvaise traduction des protéines. Nous avons étudié le rôle de VchM, une ADN méthyltransférase, dans la modulation de la réponse de Vibrio cholerae aux aminosides. Nous montrons que la délétion du gène vchM confère aux cellules de V. cholerae une tolérance aux concentrations sous-inhibitrices et létales d'aminosides, ainsi qu'aux températures élevées. Nous montrons que les cellules dépourvues de vchM ont une expression élevée des gènes groESL-2, ce qui est essentiel pour la tolérance du mutant vchM aux concentrations létales d'aminosides, mais pas pour la tolérance aux faibles doses de ces antibiotiques et aux températures élevées. Pour ces derniers, le facteur d'hibernation HPF semble jouer un rôle important, bien que le mécanisme reste à élucider. Nous suggérons que la modulation de la méthylation de la cytosine de l'ADN médiée par VchM affecte les mécanismes liés à la fois à la traduction et au contrôle de qualité des protéines, entraînant une plus grande tolérance au stress protéotoxique.

Antibiotic resistance has become a major global crisis. Understanding the molecular mechanisms underlying microbial adaptation to antibiotics is thus of keen importance to fight Antimicrobial Resistance (AMR). Aminoglycosides are a class of antibiotics that constitute an important source of proteotoxic stress by targeting the bacterial ribosome and causing mistranslation of proteins. Here we investigated the role of VchM, a DNA methyltransferase, in modulating the response of the human pathogen Vibrio cholerae to aminoglycosides. We show that deletion of vchM gene confers V. cholerae cells a form of tolerance to both sub-inhibitory and lethal concentrations of aminoglycosides, as well as to increased temperatures. Through transcriptomic and genetic approaches, we show that cells lacking vchM have an elevated expression of groESL-2 genes, which is essential for the tolerance of vchM mutant to lethal concentrations of aminoglycosides but not to the form of tolerance to low doses of these antibiotics and high temperatures. For the last two, the ribosome promoting hibernation factor HPF seems to play an important role, although the mechanism remains to be elucidated. We thus suggest that modulation of VchM-mediated DNA cytosine methylation affects mechanisms linked to both translation and protein quality control, resulting in a higher tolerance to proteotoxic stress.