Impact d'éléments génétiques variables sur l'expression de quatre gènes de virulence chez streptococcus agalactiae, Impact of variable genetic elements on the expression of four virulence genes in streptococcus agalactiae

Rim Al Safadi

Description

Sous la direction de Agnes Rosenau-Ilias
Thèse soutenue le 16 décembre 2010: Tours
Nous avons étudié l’impact d’éléments génétiques variables sur l’expression de quatre gènes de virulence, lmb, scpB, fbsA et fbsB, permettant respectivement l’attachement à la laminine, à la fibronectine et au fibrinogène humain, chez Streptococcus agalactiae, première cause d’infections néonatales. L’étude de l’impact de la séquence d’insertion IS1548 et de l’intron de groupe II GBSi1, insérés dans la région intergénique scpB-lmb en amont du gène lmb, sur l’expression des gènes lmb et scpB, montre que i) la structure de la région intergenique scpB-lmb corrèle avec les lignées phylogénétiques constituant l’espèce; ii) la présence d’IS1548 ou de GBSi1 n'a aucune influence sur l'expression du gène scpB; iii) l’expression du gène lmb est significativement plus élevée chez les souches possédant IS1548; et iv) IS1548 active directement le gène lmb. L’étude des propriétés de liaison au fibrinogène des souches du clone invasif CC17 par rapport aux souches des autres lignées phylogénétiques montre que i) des combinaisons spécifiques de gènes fbs et de leur gènes régulateurs corrèlent avec les lignées; ii) le système à deux composants RgfA/C inhibe le gène fbsA et active le gène fbsB; et iii) la protéine FbsB joue un rôle majeur dans la capacité de liaison au fibrinogène des souches de CC17.
-Laminine
We studied the impact of variable genetic elements on the expression of four virulence genes, lmb, scpB, fbsA, and fbsB that allow attachment to human laminin, fibronectin and fibrinogen, respectively, in Streptococcus agalactiae, the leading cause of neonatal infections. The study of the impact of the insertion sequence IS1548 and of the group II intron GBSi1, integrated in the scpB-lmb intergenic region upstream of the lmb gene, on the expression of scpB and lmb genes, showed that i) the structure of the scpB-lmb intergenic region correlated with the phylogenetic lineages constituting the species; ii) the presence of IS1548 or GBSi1 had no impact on the expression of the scpB gene; iii) the lmb gene expression was significantly higher in strains with IS1548; and iv) IS1548 directly activates the lmb gene. The study of the fibrinogen binding properties of strains of the invasive clone CC17, as compared with strains of other lineages showed that i) specific combinations of fbs genes and fbs regulator genes correlated with genetic lineages ii) the two-component system RgfA/C inhibited the fbsA gene and activated the fbsB gene; and iii) FbsB plays the major role in the fibrinogen binding ability of CC17strains.
Source: http://www.theses.fr/2010TOUR4015/document

Sujets

• Laminine

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 116
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 6 Mo

Extrait

UNIVERSITÉ FRANÇOIS - RABELAIS
DE TOURS

ÉCOLE DOCTORALE : Santé, Sciences, Technologies
E.A. 3854 - BACTERIES ET RISQUE MATERNO-FOETAL

THÈSE présentée par :
Rim AL SAFADI

soutenue le : 16 décembre 2010


pour obtenir le grade de : Docteur de l’université François - Rabelais
Discipline/ Spécialité : Sciences de la Vie et de la Santé
Infectiologie, Vaccinologie


IMPACT D’ÉLÉMENTS GÉNÉTIQUES
VARIABLES SUR L’EXPRESSION DE QUATRE
GÈNES DE VIRULENCE CHEZ STREPTOCOCCUS
AGALACTIAE


THÈSE dirigée par :
Mme ROSENAU Agnès Professeur des Universités, Université François – Rabelais, Tours

RAPPORTEURS :
Mme DRAMSI Shaynoor Chargée de Recherche, HDR, Institut Pasteur, Paris
M. ROUSSEAU Philippe Maître de Conférence, HDR, Université Paul Sabatier, Toulouse III


JURY :
M. BURUCOA Christophe Professeur des Universités, Université de Poitiers
Mme DRAMSI Shaynoor Chargée de Recherche, HDR, Institut Pasteur, Paris
M. GERMON Pierre Chargé de Recherche, HDR, INRA, INRA de Tours-Nouzilly
M. QUENTIN Roland Professeur des Universités, Université François – Rabelais, Tours
Mme ROSENAU Agnès Professeur des Universités, Université François – Rabelais, Tours
M. ROUSSEAU Philippe Maître de Conférence, HDR, Université Paul Sabatier, Toulouse III Remerciements


Ce travail est le fruit d’une « aventure » de plus de 3 ans, qui n’aurait pas pu voir le
jour sans le soutien de nombreuses personnes que je tiens à remercier ici.

Je remercie en premier lieu ma responsable de thèse, Mme Agnès Rosenau, merci
pour ta disponibilté, ton amitié, ton soutien, ton appui constant. Tu m’as apporté tes
conseils et surtout ta confiance ainsi qu’une liberté de décision. Tu as toujours été
attentive à mon avis. Et ça je sais que c’est pas donné à tous les thésards. Je suis
très heureuse d’avoir pu bénéficier de ton encadrement.

Je désire adresser toute ma gratitude à M. Roland Quentin, je n’oublierai pas nos
discussions scientifiques, et vos précieux conseils.

Merci vivement à l’ensemble des membres du jury, Mme Shaynoor Dramsi, M.
Philippe Rousseau, M Christophe Burucoa, M. Pierre Germon, M. Roland Quentin
pour le temps consacré à l’evaluation de ce travail.

Je tiens aussi à remercier les membres de l’équipe EA 3854 « Bactéries et risque
materno-fœtal à savoir, Philippe Gilot, Laurent Mereghetti, et Philippe Lanotte et tout
particulièrement Marie-Frédérique Lartigue que j’ai côtoyée chaque jour, et qui a
rendu ces trois années de travail plus faciles. Merci Frédérique pour les nombreuses
discussions scientifiques (ou pas !), tes conseils, ta gentillesse et ton soutien
inconditionnel.
Merci Daniel pour ton aide, ta bonne humeur, ta patience et pour avoir supporté ma
conception assez personnelle du rangement.

Je remercie mille fois M. Michel Aigle de l’Université Claude Bernrd Lyon 1 de
l’équipe Génétique Moléculaire des Levures UMR5240, où j’ai passé deux années
riches d’enseignements et de découvertes sous ta direction.

Je remercie enfin mes parents de m’avoir encouragée, de m’avoir toujours soutenue
sans fin, ainsi que mes frères et sœurs.


Résumé
Streptococcus agalactiae, bactérie commensale des voies génito-urinaires et du
tractus digestif de l’Homme, est impliqué dans des infections sévères en particulier chez
le nouveau-né, mais aussi chez l’adulte. Les infections sont pour la plupart dues à des
souches appartenant à un nombre limité de lignées phylogénétiques et les transferts
génétiques horizontaux jouent vraisemblablement un rôle important dans l’évolution
adaptative de l’espèce et l’émergence de clones à haut risque infectieux.
S. agalactiae adhère aux tissus et les envahit via différents mécanismes faisant
intervenir diverses protéines telles que Lmb, ScpB, FbsA et FbsB qui permettent
respectivement une fixation à la laminine, à la fibronectine et au fibrinogène. Notre travail
a porté sur la détermination de l’impact d’éléments génétiques variables sur l’expression
des gènes de virulence lmb, scpB, fbsA et fbsB.
La région intergénique scpB-lmb est un site d’insertion fréquent de deux éléments
génétiques mobiles (EGM), la séquence d’insertion IS1548 ou l'intron du groupe II GBSi1.
Dans la première partie du travail, nous avons étudié l’impact de ces EGM sur
l’expression des gènes lmb et scpB. Nous avons analysé la structure de la région
intergénique scpB-lmb dans une collection de 111 souches représentant la diversité
génétique de l’espèce. Vingt six souches représentant les trois configurations génétiques
trouvées (avec IS1548, avec GBSi1, ou sans EGM) ont été ensuite sélectionnées pour
quantifier la transcription des gènes lmb et scpB, la capacité de liaison des bactéries à la
laminine et à la fibronectine humaines, et la protéine Lmb exprimée à la surface
bactérienne. Ainsi, nous avons montré que i) la présence d’EGM n'a pas d’influence sur
l'expression du gène scpB ; ii) l’expression du gène lmb est significativement plus élevée
chez les souches possédant IS1548 entre les gènes scpB et lmb ; iii) la structure de la
région intergénique scpB-lmb est corrélée à la distribution phylogénétique des souches, la
présence d’IS1548 caractérisant le complexe clonal (CC) 19. Un mutant de délétion
d’IS1548 d’une souche de CC19 a ensuite été construit, et en comparant ses propriétés à
celles de la souche parentale, nous avons démontré le rôle d'IS1548 dans la
surexpression du gène lmb. Enfin, nous avons identifié un promoteur potentiel porté par
l’IS1548 qui pourrait être responsable de la surexpression du gène lmb. Cette
surexpression pourrait contribuer à la virulence particulière de certaines souches de CC19
et de sérotype capsulaire III responsables de méningites néonatales et d'endocardites.
Dans la deuxième partie du travail, nous avions pour objectif d’analyser la forte
capacité de liaison au fibrinogène des souches du clone CC17 hyper invasif pour le
nouveau-né, par rapport aux souches des autres lignées. Nous avons déterminé dans un
premier temps la prévalence et la diversité des gènes fbsA et fbsB ainsi que de leurs
gènes régulateurs (rogB codant pour un activateur du gène fbsA, rovS codant pour un
répresseur du gène fbsA et rgf codant pour un système à deux composants [TCS] dont le
rôle sur les gènes fbs n'a pas encore été étudié) dans une collection de 134 souches
représentant les principales lignées phylogénétiques de l'espèce. Des combinaisons
variées de gènes en fonction des lignées ont été mises en évidence. Ainsi, seules les
souches de CC17 possèdent à la fois les gènes fbsA, fbsB et rgf. La construction de
mutants de délétion non polaires des gènes rgfAC de trois souches de CC17 nous a
permis dans un second temps de montrer que RfgA/C inhibe le gène fbsA et active le
gène fbsB. Enfin, nous avons construit des mutants de délétion des gènes fbsA et fbsB de
ces trois souches et en comparant leurs propriétés à celles des souches parentales, nous
avons montré que la protéine FbsB joue un rôle majeur dans la capacité de liaison au
fibrinogène des souches de CC17. Au total, nos résultats montrent que la combinaison
spécifique de gènes fbs et de leurs gènes régulateurs chez les souches de CC17 peut
expliquer leur forte capacité à se lier au fibrinogène et pourrait ainsi contribuer à l’invasion
du système nerveux central du nouveau-né par ces souches par rapport aux souches de
S. agalactiae des autres lignées.

Mots-clés : Streptococcus agalactiae, virulence, lmb, scpB, fbsA, fbsB, IS1548, GBSi1,
rgf, laminine, fibrinogène
Abstract
Streptococcus agalactiae, a commensal bacterium of the genito-urinary and digestive
tracts in humans, is involved in serious infections especially among neonates, but also in
adults. Infections are mostly caused by strains belonging to a limited number of phylogenetic
lineages and the horizontal gene transfer seems to play an important role