Rôle de la (p)ppGpp synthétase RelA dans l adaptation aux contraintes environnementales et la virulence chez Enterococcus faecalis ([thèse soutenue sur un ensemble de travaux ])

Abstract

Dans leur environnement naturel, les bactéries sont continuellement soumises à des fluctuations des conditions physico-chimiques du milieu, et ont développé des mécanismes d adaptation extrêmement performants. Parmi ces mécanismes, la synthèse des (p)ppGpp [guanosine (penta-) tetra-phosphate] a d abord été décrite chez les bactéries pour leur rôle dans la réponse à une carence en acides aminés (réponse stringente). Chez les bactéries à Gram positif, la synthèse et la dégradation des (p)ppGpp sont sous la dépendance d une enzyme bifonctionnelle, RelA, mais peut aussi impliquer des synthétases alternatives (eg. RelQ). Nous avons construit et analysé chez Enterococcus faecalis les mutants de délétion relA, relQ, relA- relQ, ainsi qu un mutant DrelAsp produisant une protéine RelA tronquée de ses 241 acides aminés C-terminaux. RelA est l enzyme majoritairement responsable de l accumulation des (p)ppGpp. Par rapport à la souche sauvage V583, les deux mutants relA sont plus résistants à différents stress (sels biliaires, éthanol, acidité), mais ont des phénotypes contrastés vis-à-vis de certaines contraintes. En particulier, le mutant relAsp est résistant vis-à-vis d un stress oxydatif létal. La virulence des mutants a été testée dans le modèle animal Galleria mellonella, montrant une hyper virulence du mutant relAsp, et l atténuation du double mutant relA- relQ. Dans l optique de mieux comprendre le rôle de relA dans l établissement de ces phénotypes, nous avons analysé l expression des gènes et des protéines dans les mutants relA par des démarches transcriptomique et protéomique globales, et mené une analyse transcriptomique par puces à ADN de la souche V583 soumise à une contrainte oxydative.Bacteria have developed very powerful adaptive mechanisms to cope with the fluctuations of the physicochemical conditions of the natural environment. The alarmones (p)ppGpp [guanosine (penta-) tetra-phosphate] were initially described in bacteria for their role in the response to amino acids starvation (ie, stringent response). In Gram positive bacteria, the synthesis and degradation of (p)ppGpp is dependent on a bifunctional enzyme, RelA, but may also imply alternative synthetases (eg. RelQ). We created and analyzed in Enterococcus faecalis V583 the deletion mutants relA, relQ, relA- relQ, as well as a mutant producing a RelA protein truncated from its 241 C-term amino acids (named relAsp). We showed that RelA is the main enzyme responsible for the accumulation of (p)ppGpp in E. faecalis. Compared to the wild type strain V583, the two relA mutants revealed more resistant to various stresses (bile salts, ethanol, acidity), but displayed contrasting phenotypes to other stresses. In particular, the relAsp revealed highly resistant towards a lethal oxidative stress. The virulence of the mutants was assayed towards the animal virulence model Galleria mellonella, showing an increased virulence of the relAsp mutant, and an attenuated phenotype for the double relA- relQ mutant. Aiming at better understanding the role of relA in the development of these phenotypes, we analyzed the genes and proteins expressions in the relA mutants by using transcriptomic and proteomic global approaches, and performed a transcriptomic analysis in the V583 strain subjected to an oxidative stress.CAEN-BU Sciences et STAPS (141182103) / SudocSudocFranceF