Rôle des cyclopeptides antimicrobiens (PAX) chez la bactérie entomopathogène Xenorhabdus 

Role of antimicrobial cyclopeptides (PAX) in the entomopathogenic bacterium Xenorhabdus

• Auteur / Autrice : Noémie Claveyroles
• Direction : Alain Givaudan, Alyssa CARRé-MLOUKA
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : BDI-Biotechnologie, Microbiologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Diversité, génomes et interactions microorganismes-insectes (Montpellier)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Biologie intégrative des Interactions Bactéries - Insectes - Nématodes Entomopathogènes (BIBINE)

Mots clés

Mots clés libres

Molécules antimicrobiennes

Entomopathogène

Virulence

Microbiote

Symbiote bactérien

Nrps

Entomopathogens

Bacterial symbiont

Microbiota

Nrps

Virulence

Antimicrobials

Résumé

Ce projet poursuit les travaux de l'équipe sur la bactérie entomopathogène Xenorhabdus. Cette bactérie Gram négative est un modèle de recherche remarquable, car elle établit des interactions biotiques avec différents partenaires: mutualisme avec son nématode hôte, action pathogène envers les insectes cibles, interactions avec les membres du microbiote du nématode et de l'insecte. Cette bactérie entomopathogène présente ainsi un intérêt agronomique majeur dans le cadre de la gestion durable de l'environnement, notamment dans le biocontrôle des insectes ravageurs. De plus, Xenorhabdus est aujourd'hui considéré comme une source de nouveaux composés antimicrobiens, équivalente aux bactéries du genre Streptomyces, dont est issue la grande majorité des antibiotiques. Le projet de thèse se centre sur l'étude de composés microbiens impliqués dans ces 2 grandes fonctions microbiennes que sont la virulence vis-à-vis des insectes et l'activité antagoniste contre d'autres microorganismes. Nous entreprendrons une recherche fonctionnelle sur le/les rôle(s) d'une famille de métabolites spécialisés produits par Xenorhabdus, les PAX (peptide-antimicrobial-Xenorhabdus). Le programme a donc pour objectif de caractériser la fonction des cyclolipopeptides PAX chez la bactérie entomopathogène Xenorhabdus. Les différentes tâches seront (i) de construire des outils moléculaires permettant l'étude de la fonction de ces cyclolipopeptides (construction de mutants) (ii) de suivre l'expression des PAX au cours de l'infection (construction de fusions transcriptionnelles avec la GFP) (iii) d'analyser s'ils interfèrent in vivo avec la réponse immunitaire des insectes en réponse à l'infection (iv) d'étudier les dynamiques des populations microbiennes (microbiote de l'insecte et/ou du nématode) impliquées dans cette interaction tripartite bactérie-nématode-insecte (v) de valider l'impact des PAX sur les phénotypes obtenus par l'ajout de molécules purifiées lors du cycle parasitaire. L'étude du rôle des substances antimicrobiennes de Xenorhabdus lors du cycle infectieux dans l'animal, en plus de compléter nos connaissances sur les compétitions microbiennes, pourra également ouvrir la voie vers la découverte de nouvelles fonctions à ces métabolites bioactifs.

This project continues the team's work on the entomopathogenic bacterium Xenorhabdus. This Gram-negative bacterium is a remarkable research model as it is involved in several biotic interactions: mutualism with its nematode host, virulence towards target insects, interactions with members of the insect and nematode microbiote. This entomopathogenic bacterium is thus of major agronomic interest in the context of sustainable environmental management, in particular in biocontrol of insect pests. Moreover, Xenorhabdus is considered a source of novel antimicrobial compounds equivalent to Streptomyces, from which most antibiotics are derived. The thesis project focuses on the study of a microbial compounds involved in these 2 major microbial functions that are virulence towards insects and antagonist activity towards other microorganisms. We will undertake a functional research on the role(s) of a family of specialized metabolites produced by Xenorhabdus, the PAX (peptide-antimicrobial-Xenorhabdus). The objective of the program is to characterize the functions of PAX cyclolipopeptides in the entomopathogenic bacterium Xenorhabdus. The different tasks will be (i) to construct molecular tools to study the function of these cyclolipopeptides (construction of mutants) (ii) to follow the expression of PAX during the infection (construction of transcriptional fusions with GFP) (iii) to analyze whether they interfere in vivo with the insect immune response to the infection (iv) to study the dynamics of the microbial populations (insect and/or nematode microbiote) involved in this tripartite bacteria-nematode-insect interaction (v) to validate the impact of PAX on the phenotypes obtained by the addition of purified molecules during the parasite cycle. The study of the role of Xenorhabdus antimicrobial substances during the infectious cycle in the animal, in addition to completing our knowledge on microbial competitions, could also pave the way to the discovery of new functions for these bioactive metabolites.