Analyse des régions génomiques qui différencient Y. pestis de son ancêtre récent Y. pseudotuberculosis

Abstract

Yersinia pestis est une bactérie d une extrême pathogénicité pour l homme mais les raisons de ce pouvoir pathogène exceptionnel restent inconnues. Son ancêtre Y. pseudotuberculosis est génétiquement très proche mais de niveau de virulence très différent. L une de leurs différences génétiques majeures est la présence du plasmide pPla. Nos résultats suggèrent que l acquisition de ce plasmide ne s est pas accompagnée d un saut brutal de virulence chez la souche ancestrale de Y. pestis. Nous avons aussi analysé les régions conservées chez Y. pseudotuberculosis et perdues par Y. pestis. Nous avons montré que trois d entre elles jouent un rôle dans la virulence de la souche ancestrale, 2 sont vitales pour elle, 4 n ont pas d effet sur sa croissance ou sa virulence et une joue un rôle pour sa croissance. De plus nous avons identifié deux gènes d invasine chez Y. pseudotuberculosis. Leur délétion combinée augmente légèrement la virulence de Y. pseudotuberculosis.La peste est l'une des maladies les plus mortifères de l'histoire de l'humanité. Son agent causal, Yersinia pestis, est une bactérie d une extrême pathogénicité pour l homme mais les raisons de ce pouvoir pathogène exceptionnel restent inconnues. Y. pestis et Y. pseudotuberculosis sont deux espèces génétiquement quasi-jumelles mais de niveau de virulence très différent. Une des différences génétiques majeures entre Y. pestis et son ancêtre Y. pseudotuberculosis est la présence du plasmide pPla. Le premier objectif de ce travail a été de déterminer si ce plasmide pouvait à lui seul être responsable de la différence de pathogénicité entre Y. pestis et Y. pseudotuberculosis. Pour cela, nous avons introduit pPla chez une souche de Y . pseudotuberculosis chez laquelle la synthèse des chaînes latérales du LPS avait été préalablement abrogée (comme c est naturellement le cas chez Y. pestis). Bien que l activité de la protéine Pla se soit révélée être similaire à celle de Y. pestis, ceci n a pas suffi à conférer un pouvoir pathogène accru à la souche recombinante. Ces résultats suggèrent que l acquisition du plasmide pPla ne s est pas accompagnée d un saut brutal de virulence chez la souche ancestrale de Y. pestis. Lors de son évolution, Y. pestis a subi une perte génétique considérable. Le deuxième objectif de ce travail de thèse a été d analyser les régions conservées chez Y. pseudotuberculosis et perdues par Y. pestis. Dans un premier temps, nous avons identifié et caractérisé une région codant une ADN méthyltransférase. Nous avons montré que cette enzyme jouait un rôle dans la virulence de Y. pseudotuberculosis, mais que son introduction chez Y. pestis ne perturbait ni la virulence ni la croissance de celle-ci. Dans un deuxième temps, nous avons identifié et étudié neuf autres régions spécifiques de Y. pseudotuberculosis. Nous avons montré que deux d entre elles étaient vitales, quatre n avaient pas d effet sur la croissance ou la virulence, une (une pseudouridylate synthase) jouait un rôle dans la croissance en milieu minimum à 37C, et deux régions (l une participant au recyclage de la méthionine et l autre de fonction inconnue) étaient impliquées dans le processus pathologique. Au cours de son évolution Y. pestis a également subi une inactivation massive de gènes, dont le gène inv codant une invasine majeure chez Y. pseudotuberculosis. L analyse du génome de Y. pseudotuberculosis nous a permis d identifier deux autres gènes d invasines putatives (inv2 et inv3). Chez Y. pestis, inv2 est inactivé par l insertion d une séquence IS et inv3 ne possède pas tous les domaines présents chez l homologue de Y. pseudotuberculosis. Notre travail indique que Inv3 n est pas une invasine et n est pas impliquée dans la pathogénicité de Y. pseudotuberculosis. Inv2 semble par contre être une invasine accessoire chez Y . pseudotuberculosis et la délétion du gène inv2, seule ou en association avec celle des autres gènes inv, augmente légèrement la pathogénicité de Y. pseudotuberculosis. Ce travail de thèse a permis de caractériser certaines des régions génomiques qui différencient Y. pestis de son ancêtre récent Y. pseudotuberculosis et d évaluer l importance de la perte ou de l acquisition des fonctions correspondantes sur la physiologie et la pathogénie de ces bactéries.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF