Thèse soutenue

Transformation de l'ADN et pili de type IV chez Neisseria gonorrhoeae

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Auteur / Autrice : Vui Yin Seow
Direction : Nicolas Biais
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 26/01/2024
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Jean Perrin (Paris ; 2009-....)
Jury : Président / Présidente : Bianca Sclavi
Examinateurs / Examinatrices : Lydia Robert, Katrina T. Forest
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric J. Veyrier, Mathieu Coureuil

Mots clés

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Résumé

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La résistance aux antibiotiques, évidente chez des souches telles que Neisseria gonorrhoeae, est une crise sanitaire mondiale. Il est vital de comprendre son mécanisme, en particulier la transformation naturelle par les Pili de type IV de ces bactéries. Bien qu'elle ait été découverte en 1928, la transformation naturelle n'a toujours pas été élucidée. La dépendance de Neisseria gonorrhoeae à l'égard des Pili de type IV en fait un modèle idéal pour l'étude de ce processus.Cette thèse se lance dans une exploration intensive des processus complexes de transformation de l'ADN au sein de Neisseria gonorrhoeae, répondant ainsi à l'urgence de ce problème critique. Le rôle central de cette étude approfondie est attribué aux pili de type IV, un acteur multifonctionnel et essentiel dans l'orchestration de la transformation de l'ADN.Cette recherche pose méticuleusement les bases, en introduisant des techniques de biologie moléculaire essentielles pour le génie génétique chez N. gonorrhoeae. Nous explorons le développement d'outils, en particulier l'optimisation des milieux et les outils de microscopie adaptés à l'étude de l'absorption et de la transformation de l'ADN. En outre, nos recherches ont mis en évidence une corrélation intrigante entre l'amidon et les acides gras, qui a un impact significatif sur la croissance des gonocoques. Pour comprendre la dynamique des pili de type IV pendant l'absorption de l'ADN, nous avons mis au point des outils et un flux de travail rationalisé capables de visualiser et de quantifier à la fois les pili et les molécules d'ADN. En outre, nous avons automatisé l'analyse des micropiliers d'hydrogel afin d'étudier les propriétés mécaniques des rétractions des pili. En outre, des adaptations des revêtements des micropiliers nous ont permis d'étudier les rétractions des pili en interaction avec l'ADN.Cette étude approfondie comprend également l'examen du comportement des mutants ΔPilV, ΔPilC, et ΔPilD, dévoilant ainsi de profondes connaissances sur les mécanismes de régulation des pili de type IV et leur impact sur la dynamique de l'absorption de l'ADN. Il est particulièrement intéressant de noter que les mutations ΔPilV induisent des altérations dans la translocation de PilE, ce qui entraîne l'émergence de pili plus courts mais efficaces. Cette découverte souligne la nature adaptative de N. gonorrhoeae dans la manipulation de la diversité des pili de type IV pour optimiser les processus d'absorption de l'ADN, une révélation qui revêt une importance considérable dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques.En outre, nos études sur d'autres pilines mineures mettent en lumière les altérations du phénotype sans entraver le mécanisme de rétraction des pili. Nos études sur les mutants PilV et PilD mettent en évidence l'influence des modifications post-traductionnelles sur PilE, accentuant ainsi la composition hétérogène des pili de type IV et leur fonctionnalité robuste en tant que polymère.Nous incluons également une courte étude examinant l'interaction entre les espèces de Neisseria commensales et pathogènes dans le contexte de l'absorption de l'ADN, ce qui élargit le champ des implications, invitant à une enquête plus approfondie et élargissant les horizons de ce domaine captivant.Bien que cette expédition laisse certaines questions sans réponse, sa profondeur et son ampleur permettent de mieux comprendre les mécanismes complexes de transformation de l'ADN et le rôle dynamique joué par les pili de type IV dans la remarquable adaptabilité de Neisseria gonorrhoeae. Non seulement cette thèse apporte des solutions aux questions existantes, mais elle ouvre également de nouvelles voies pour la recherche future, suscitant la curiosité et la fascination pour l'élucidation des complexités fonctionnelles des structures pili et leurs implications profondes dans la transformation de l'ADN.