• Langue : Français
• Discipline : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Identifiant : 2019LILUS050
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 29/11/2019

Résumé en langue originale

Les systèmes à deux composants sont utilisés par les bactéries afin de percevoir un stimulus environnemental et de s’y adapter, via une modulation de l’expression génétique. Ils sont composés d’une histidine kinase, un capteur, qui transmet le signal perçu à un régulateur de réponse par un mécanisme de phosphotransfert. Y. pestis est un bacille à Gram négatif responsable de la peste, une zoonose, transmis par les puces. La formation d’un biofilm bactérien obstruant le proventricule de la puce infectée, qualifiée alors de bloquée, est un élément essentiel dans le processus de transmission de la bactérie par l’arthropode. Au cours de son cycle de vie, Y. pestis transite via différents environnements auxquels elle doit s’adapter afin de survivre et de disséminer. C’est pourquoi, l’étude des systèmes à deux composants a été pressentie par le laboratoire comme d’intérêt afin de mieux comprendre les mécanismes de pathogénicité de Y. pestis. Nos travaux ont mis au jour que le système OmpR/EnvZ est activé suite à l’entrée des bactéries dans le tractus digestif de la puce. Cette activation n’est pas engendrée par les changements d’osmolarité ni de pH rencontrés chez l’arthropode, mais pourrait être le fruit de la digestion du repas sanguin et du manque de nutriments en résultant. Par ailleurs, l’activation du système OmpR/EnvZ est requis pour le blocage optimal du tube digestif de la puce car il permet la mise en place d’un biofilm dense au niveau du proventricule de l’arthropode ; cet effet repose en partie sur l’activation de ompF. Les travaux de thèse associés aux précédents du laboratoire ont également permis de mettre en évidence qu’un autre système, GlrKR-YfhG et plus précisément la phosphorylation du régulateur de réponse GlrR, est important pour le blocage et la colonisation de la puce. De façon surprenante, le rôle de ce système dans l’insecte est multiple. Au niveau du proventricule, ce système est requis pour la formation d’un biofilm dense permettant le blocage du tube digestif de l’insecte. Il contrôlerait notamment la production de biofilm via la synthèse de c-di-GMP, selon un mécanisme encore inconnu. Dans l’intestin, ce système promeut la survie du pathogène en lui permettant de maintenir son intégrité membranaire via la régulation concomitante des gènes codant les ARN non codants, GlmY et GlmZ. Cependant, cette régulation n’explique que partiellement le rôle du système dans la colonisation de l’estomac. Finalement, le phénotype des mutant du système GlrKR-YfhG illustre que le tractus digestif de la puce est un environnement toxique pour Y. pestis et que le proventricule et l’intestin moyen de la puce sont deux environnements différents.

Résumé traduit

Two-component systems are used by bacteria to sense and respond to environmental cues by modulating genetic expression. They are composed of an histidine kinase, a sensor which transmits the signal to a response regulator by a phosphotransfert mechanism. Yersinia pestis is the causative agent of plague, a zoonotic disease, and is transmitted by fleas. Biofilm formation in the flea proventriculus leads to flea blockage, which is an important step for Y. pestis transmission by its vector. During its life cycle, Y. pestis must sense and adapt to different environments. This is why two-component systems have been considered of interest for Y. pestis pathogenicity studies. Our work provided evidence that OmpR/EnvZ is activated in the flea’s digestive tract. Interestingly, neither osmolarity nor pH variation in the flea gut trigger OmpR-EnvZ. In contrast, nutrient depletion occurring after blood digestion could be responsible for the activation of the system. We further reported that OmpR/EnvZ is needed for flea blockage because it is needed for biofilm formation in the proventriculus, especially by activating ompF. In addition to OmpR-EnvZ, we also provided evidence that the activation of the GlrKR-YfhG regulatory system is also required for flea blockage. Strikingly, this system displays two distinct function. In the proventriculus, it promotes the production of c-di-GMP, a secondary messenger essential for biofilm formation, and thus flea blockage. In the midgut, it activates the transcription of small RNA glmY and glmZ genes to maintain the bacterial morphology. Overall, our data suggest that the flea’s digestive tract is a toxic environment for Y. pestis and that the proventriculus and the midgut are two distinct environments.