Caractérisation de la terminaison transcriptionnelle rho-dépendante, un mécanisme essentiel à la biogenèse de l'ARN chez le pathogène humain Helicobacter pylori

Characterization of Rho-dependent transcription termination, an essential RNA biogenesis mechanism in the human pathogen Helicobacter pylori

• Auteur / Autrice : Dina Alezzi
• Direction : Isabelle Iost
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génétique
• Date : Inscription en doctorat le 18/09/2025
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Acides nucléiques : Régulations Naturelles et Artificielles
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : MicroR³ - Microbial RNAs, Ribosomes and Regulation

Mots clés

Mots clés libres

Terminaison de la transcription

Régulation expression des gènes

Helicobacter pylori

ARN non-codants

Non-coding RNAs

Gene expression regulation

Transcription termination

Helicobacter pylori

Résumé

La bactérie Helicobacter pylori est responsable de l'une des infections bactériennes chroniques les plus répandues dans le monde, colonisant l'estomac d'environ la moitié de la population humaine. Cette infection peut provoquer des maladies gastriques graves telles que les ulcères ou le cancer gastrique. La capacité de H. pylori à s'adapter à l'estomac, un environnement particulièrement hostile et dynamique, est essentielle pour parvenir à coloniser son hôte tout au long de sa vie. Cette adaptation dépend notamment d'une activité transcriptionnelle dense et complexe (1). La manière dont cette activité est régulée en réponse aux fluctuations de l'environnement, et contribue à la virulence de H. pylori reste largement méconnue. Récemment, il a été montré que des petits ARN non-codants sont capables de réguler directement l'expression de facteurs de colonisation et de virulence chez H. pylori (2). Un autre mécanisme de régulation utilisé par les bactéries repose sur la terminaison de la transcription. En plus de définir les extrémités 3' de l'ARN, cruciales pour le devenir et la fonction des ARN, la terminaison transcriptionnelle est également exploitée pour ajuster l'expression des gènes en réponse aux changements environnementaux et aux stress (3). Or, le mécanisme de terminaison de la transcription chez H. pylori et sa contribution à la virulence et à l'adaptation à l'estomac humain sont actuellement inconnus et feront l'objet du projet de thèse. Notre équipe a récemment découvert que le facteur de transcription Rho joue un rôle crucial dans la terminaison transcriptionnelle de plusieurs ARN régulateurs chez H. pylori. Le projet de thèse vise à élucider le rôle de la terminaison transcriptionnelle Rho-dépendante (TTRD) dans la régulation des gènes chez la bactérie H. pylori. Il consistera à (i) cartographier les sites de terminaison transcriptionnelle à l'échelle du génome en utilisant des approches avancées de transcriptomique (RNA-seq, Term-seq) (ii) déterminer comment la TTRD contribue à la biogénèse et à la fonction des petits ARN régulateurs (iii) caractériser en détail in vitro et in vivo, les exemples de régulation les plus prometteurs, associés par exemple à la virulence ou la réponse au stress et (iv) étudier le rôle de Rho dans le contrôle de la transcription non-codante pervasive. Cette approche multidisciplinaire combinant génétique, séquençage ARN haut-débit, et biochimie révèlera pour la première fois les rôle(s) et mode(s) d'action de la TTRD chez H. pylori et identifiera les caractéristiques spécifiques à ce pathogène. Les données obtenues lors de ce projet pourraient s'avérer utiles pour le développement de stratégies thérapeutiques ciblées dans un contexte préoccupant de forte prévalence de souches H. pylori résistantes aux antibiotiques. Références (1) Sharma, C. M. et al., Darfeuille & Vogel. Nature 464, 250–255 (2010) (2) Eisenbart, S. K. et al. Molecular Cell 80, 210-226 (2020) (3) Turnbough, C. L. Microbiol Mol Biol Rev 83 (2019)

Helicobacter pylori is responsible for one of the most common chronic bacterial infections worldwide, colonizing over half of the human population. This infection can cause severe gastric diseases such as ulcers and gastric cancer. H. pylori adaptation to its particularly hostile and dynamic environment relies on an unusually dense and complex transcriptional activity. This adaptation depends in particular on dense and complex transcriptional activity (1). How this activity is regulated in response to environmental fluctuations and contributes to H. pylori virulence is largely unknown. Recently, small non-coding RNAs have been shown to directly regulate colonization and virulence factors expression in H. pylori (2). Another key mechanism to regulate bacterial gene expression is transcription termination. In addition to define the 3' ends of RNA, which are crucial for RNA fate and function, transcriptional termination is also exploited to adjust gene expression in response to environmental changes and stress (3). However, the mechanism of transcription termination in H. pylori and its contribution to virulence and adaptation to the human stomach is currently unknown and will be the focus of this thesis project. Our team has recently discovered that the transcription factor Rho plays a crucial role in the transcriptional termination of several regulatory RNAs in H. pylori. The aim of the thesis project is to elucidate the role of Rho-dependent transcriptional termination (RDTT) in gene regulation in H. pylori. It will involve (i) mapping of transcriptional termination sites across the genome by using advanced transcriptomic approaches (RNA-seq, Term-seq) (ii) determining how RDTT contributes to the biogenesis and function of small regulatory RNAs (iii) characterizing in detail, both in vitro and in vivo, the most promising cases of regulation, associated with virulence or stress response (iv) studying the role of Rho in the control of pervasive non-coding transcription. This multidisciplinary approach combining genetics, high-throughput RNA sequencing and biochemistry will reveal for the first time the role(s) and mode(s) of action of RDTT in H. pylori and identify characteristics specific to this pathogen. The data obtained from this project should be useful for the development of targeted therapeutic strategies in the context of an alarming increase of antibiotic-resistant H. pylori strains. References (1) Sharma, C. M. et al., Darfeuille & Vogel. Nature 464, 250–255 (2010) (2) Eisenbart, S. K. et al. Molecular Cell 80, 210-226 (2020) (3) Turnbough, C. L. Microbiol Mol Biol Rev 83 (2019)