Régulation de l'adhésion de Neisseria Meningitidis sur les cellules cibles humaines : rôle du gène régulateur crgA

par Ala-Eddine Deghmane

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Muhamed-Kheir Taha.

Soutenue en 2002

à Paris 11, Orsay .


  • Résumé

    Neisseria meningitidis (Nm) est une bactérie commensale de la voie respiratoire humaine, mais qui provoque occasionnellement des infections invasives. Elle est responsable de méinigites et de septicémies. L'interaction bactérie-cellule hôte est essentielle pour la pathogénie de Nm et l'adhésion des bactéries sur les cellules épithéliales et endothéliales est une étape primordiale dans le processus infectieux de cette bactérie. L'adhésion de Nm sur les cellules cibles est souvent schématiquement divisée en deux étapes (i) Adhesion initiale qui la première approche d'un attachement localisé sur les cellules cibles. Elle est essentiellement médiée par les pili et l'éventuelle adhésine PilC1. (ii) Adhésion intime, qui implique un contact étroit entre la membrane bactérienne externe et la membrane cytoplasmique cellulaire. Plusieurs structures de la membrane bactérienne externes, préalablement masquées par la capsule, ont été proposées comme étant impliquées dans cette étape. L'expression du gène pilC1 est induite lors du contact cellulaire, pendant l'étape d'adhésion initiale. Cette induction dépend d'un démarrage de transcription localisé dans une séquence spécifique de 150 pb présente en amont de sa phase codante. Cette séquence spécifique a été nommée CREN (pour contact regulatory element of Neisseria). L'expression de pilCI reconnaît ensuite un feed-back négatif qui le ramène à un niveau de base. L'expression de pilE, ainsi que l'opéron sia responsable de la biosynthèse de la capsule polysaccharidique, semblent être modulés à la baisse plus la bactérie avance vers le contact intime. Dans ce travail, nous nous somme intéressé à comprendre le mécanisme qui contrôle la transition de l'adhésion initiale vers l'adhésion intime dans Nm. Un nouveau membre des régulateurs transcriptionelles de la famille LysR nommé CrgA (crgA pour contact regulated gene A) a été mis en évidence. CrgA, comme pilC1, est induit lors du contact cellulaire de façon CREN dépendante, et il est vraisemblablement impliqué dans la transition de l'adhésion initiale vers l'adhésion intime. CrgA contrôle directement négativement l'expression des gènes crgA, pilC1, pilE et sia. Les sites de fixation de CrgA sur ces promoteurs ont été identifiés. L'analyse fonctionnelle de CrgA a été également entreprise à travers l'étude des caractéristiques de différents mutants crgA délétés en phase. Les résultats obtenus montrent que les régions N- et C-terminales de CrgA sont importantes pour la fixation de la protéine sur l'ADN. La région C-terminale est de plus importante dans l'oligomérisation et l'interaction de CrgA avec l'ARN polymérase. La région centrale pourrait être impliqué dans la reconnaissance et / ou la réponse à un co-inducteur.


  • Résumé

    Neisseria meningitidis (Nm) is a human commensal bacterium of the nasopharynx, that occasionally provokes infections. It is responsible for septicaemia and meningitis. Bacterium-host cell interaction is essential for Nm pathogenesis and adhesion of bacteria to the epithelial and endothelial cells is crucial step in the infectious process. Nm adhesion to target cells is schematically divided into two steps: (i) Initial adhesion, which is the first approach of localised attachment to target cells, essentially mediated by pili and the adhesin PilC1. (ii) Intimate adhesion that involves close contact between Nm and target cell membrane. Several structures of the bacterial outer membrane, masked by the capsule during initial adhesion, have been proposed to be involved in this step. PilC1 gene is induced during initial adhesion upon contact with target cells. Induction of pilC1 depends on a transcription start point localised into a specific cis-acting sequence of 150 bp, localised upstream of pilC1. This specific sequence was named CREN (for contact regulatory element of Neisseria). Expression of pilC1, subsequently undergoes negative feed-back to basal level. PilE (encoding the pilin major subunit), as well as capsule, also seem to be down-regulated when bacteria progress to intimate adhesion. In this work, we were interested to understand the mechanism controlling the switch from initial to intimate adhesion. We identified a new member of the LysR transcriptional regulators named CrgA (crgA for contact regulated gene A). CrgA which is induced as pilC1 in CREN- dependant manner, upon contact with target cells, and most likely involved in the switch from initial to intimate adhesion. CrgA directly down-regulates the expression of crgA, pilC1, pilE and the capsular polysaccharide biosynthesis sia operon, in trans-dependant manner. DNA-binding sites on these promoters were identified. Functional analysis of CrgA protein has been also carried out via the analysis of the characteristics of inframe-deleted crgA mutants. N- and C-terminal regions of CrgA seem to be involved for DNA-binding. Moreover, the C-terminal region also seems to be crucial CrgA oligomerisation and interaction with RNA polymerase. Central region of CrgA is probably involved in recognition and / or response to an unknown co-inducer. In silico analysis of the genomic sequence of Nm, permitted to identify several genes harbouring the CREN element in their promoter regions.

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Informations

  • Détails : 190 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.162-186.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/Wg ORSA(2002)228
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