Etude de l'hélicase ComM dans le recombinaison homologue chez Helicobacter pylori

Study of the ComM helicase the homologous recombination in Helicobacter pylori

• Auteur / Autrice : Mérick Machouri
• Direction : Pablo Radicella, Anne-Marie Di Guilmi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 10/01/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Stabilité génétique, cellules souches et radiations (Fontenay-aux-Roses, Hauts-de-Seine ; 2019-....) - LRIG
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphanie Bury-Moné
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Campo, Ivan Matic, Hilde De Reuse
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Campo, Ivan Matic

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hélicases

Recombinaison génétique

Transformation bactérienne

Helicobacter pylori

Mots clés libres

Helicobacter pylori

Transformation naturelle

Recombinaison homologue

Helicobacter pylori

Natural transformation

Homologous recombination

Résumé

La transformation naturelle joue un rôle clé dans l'importante plasticité génomique de la bactérie à Gram-négatif Helicobacter pylori. Ce pathogène humain, qui infecte l'estomac de la moitié de la population, est à l'origine de nombreuses pathologies, telles que des gastrites, les ulcères et des cancers. Le transfert horizontal de gènes à travers la transformation naturelle est considéré comme un contributeur majeur à la propagation de résistances aux antibiotiques observée actuellement dans les infections par H. pylori. Chez H. pylori la capture et l'internalisation de l'ADN présentent des caractéristiques uniques. Certains des acteurs conservés dans la plupart des bactéries compétentes sont absents chez H. pylori alors que de nouvelles protéines impliquées dans la transformation y ont été identifiés. Parmi elles, nous nous sommes particulièrement intéressés à deux candidates que nous avons découvertes comme essentielles pour la transformation. La majeure partie du travail de thèse se concentre sur HP0792, un homologue de ComM, une protéine présente chez les Gram négatifs. ComM est une hélicase jouant un rôle dans la recombinaison homologue lors de la transformation naturelle. Par des approches génétiques et biochimiques, nous avons identifié deux fonctions de cette protéine chez H. pylori, dans la transformation naturelle et dans la recombinaison intra-génomique. Une délétion de comM entraine une diminution de la transformation par un ADN portant une mutation ponctuelle (StrepR) d'un facteur 200 et d'un facteur similaire lors de l'intégration d'un ADN possédant 842 bp hétérologues. De plus, nous avons mis en évidence que ComM n'a pas d'impact sur la taille d'ADNt inséré dans le génome. Ces résultats diffèrent des études publiées sur ComM chez Vibrio cholerae et Acinetobacter baylyi. Nous avons également mis en évidence par double hybride bactérien une interaction avec DprA et nous avons exploré les interactions de surface entre ces deux protéines. En parallèle, nous avons découvert un second rôle à ComM qui intervient dans la recombinaison de séquences répétées dans le génome. La seconde partie, mineure, explore le rôle de HP1421, une ATPase impliquée dans les premières étapes de la transformation naturelle chez H. pylori et potentiellement liée au système de sécrétion de type IV ComB.

Natural transformation plays a major role in establishing the amazing genomic plasticity of Helicobacter pylori, a Gram-negative bacterium that infects the stomach of half of the human population and is at the origin of multiple pathologies including gastritis, ulcers and cancer. Horizontal gene transfer through natural transformation is thought to be a major contributor for the increase in antibiotic resistant strains observed in H. pylori infections. In this project, we will address some of the unique characteristics of the natural transformation mechanisms used by this human pathogen. Whilst many of the players in natural transformation are conserved among naturally competent bacteria, other components are absent in H. pylori. Furthermore, some seem to be unique for this pathogen. We focused our attention on two of those proteins that we have shown to be essential for transformation. The main part of this thesis aims at characterizing the role of HP0792, which is a homologue of ComM, a protein conserved in Gram-negative bacteria. ComM is a helicase potentially involved in the homologous recombination during natural transformation. Our project combined genetics and biochemical approaches to identify two functions for ComM, in natural transformation and in intragenomic recombination. A comM deletion leads to a 200-fold reduction of the natural transformation rate when inserting a point mutation (StrepR). A similar reduction of the transformation rate is observed when integrating an 842 bp heterologous region. Moreover, we show that ComM is not involved in defining the length of tDNA inserted in the genome. Interestingly, these results are different from what was reported for Vibrio cholera and Acinetobacter baylyi in the literature. By bacterial two hybrid, we have also unveiled an interaction between ComM and DprA and have explored the surface interaction between the two proteins. In parallel, we discovered a new role for ComM in the recombination of genomic repeats. The second part addresses the role of HP1421, an ATPase involved in the first steps of the natural transformation in H. pylori and potentially associated with the ComB Type IV secretion system.