Etude des systèmes de biogénèse des centres fer-soufre chez la bactérie phytopathogène Erwinia chrysanthemi

par Gabriel Rincon Enriquez

Thèse de doctorat en Microbiologie moléculaire et biotechnologies

Sous la direction de Frédéric Barras.

Soutenue en 2007

à Aix Marseille 2 .


  • Résumé

    Erwinia chrysanthemi est une entérobactérie phytopathogène responsable du symptôme de la pourriture molle chez différentes plantes. La pathogénicité de E. Chrysanthemi résulte de sa capacité à s’adapter aux conditions rencontrées dans la plante et à sécréter des enzymes capables de dégrader la paroi végétale. L’analyse du génome de E. Chrysanthemi a permis de révéler que cette bactérie possède quatre systèmes de biogenèse des centres [Fe-S], Isc, Suf, Nif et Csd. L’analyse des mutants isc (iscU, hscA et fdx) a montré qu’ils sont hypersensibles au stress oxydant généré par le paraquat, et que leur virulence sur feuille d’endive et sur Arabidopsis thaliana est diminuée. Dans ces mêmes mutants, la production des enzymes dégradatives, la biosynthèse des sidérophores et la mobilité ne sont pas altérées. Une souche dans laquelle l’expression de l’opéron isc peut être contrôlée a été construite. Dans les conditions permettant la répression de l’expression de l’opéron isc, cette souche présente un phénotype pléiotrope, incluant la sensibilité au paraquat et à un chélateur de fer, des auxotrophies et une réduction de la virulence. Le régulateur transcriptionnel, IscR, est capable de supprimer tous les phénotypes décrits ci-dessus d’une manière qui dépend des gènes suf. Il a été également montré que, dans les conditions permettant la répression de l’expression de l’opéron isc, IscR active l’opéron suf. Concernant les mutations cdsA et nifS, elles n’affectent pas la virulence. De façon surprenante, alors que le mutant sufC est affecté dans sa virulence sur feuille d’endive et sur Saintpaulia, il a été trouvé pour être aussi virulent que la souche sauvage sur A. Thaliana. L’ensemble des résultats obtenus suggère que suivant les conditions physico-chimiques rencontrées lors de l’infection, E. Chrysanthemi est dispose de systèmes de biogenèse des centres [Fe-S] adaptés à ces conditions. La protéine IscR, de par son rôle dans l’expression des opérons suf et isc, est un élément central dans la capacité de E. Chrysanthemi à coloniser une large gamme de plantes.

  • Titre traduit

    Study of the [Fe-S] clusters biogenesis systems in the phytopathogen Erwinia chrysanthemi


  • Résumé

    E. Chrysanthemi is a phytopathogenic enterobacterium which is able to adapt to plant environment and secretes depolymerising enzymes, causing soft rot disease. The E. Chrysanthemi genome is predicted to encode the four systems, Nif, Isc, Suf and Csd, known to assist [Fe-S] cluster biogenesis in prokaryotes. Single iscU, hscA, and fdx mutants were found sensitive to paraquat and exhibited reduced virulence on both chicories leaves and Arabidopsis thaliana. Depletion of the whole Isc system led to a pleiotropic phenotype, including sensitivity to both paraquat and 2,2’-dipyridyl, auxotrophies for branched-chain amino acids, thiamine, nicotinic acid, and drastic alteration in virulence. IscR was able to suppress all the phenotypes listed above in a sufC-dependent manner while depletion of the Isc system led to IscR-dependent activation of the suf operon. No virulence defects were found associated with csdA or nifS mutations. Surprisingly, we found that the sufC mutant was virulent on A. Thaliana, whereas its virulence had been previously found altered in Saintpaulia. Collectively, these results lead us to propose that E. Chrysanthemi uses the [Fe-S] biogenesis strategy the best suited to the physico-chemical conditions met in its host upon infection. In this view, the IscR regulator, that controls both Isc and Suf, is predicted to play a major role in the ability of E. Chrysanthemi to colonize a wide array of different plants.

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  • Détails : 1vol. (pagination multiple)
  • Annexes : Bibliogr. p.61-74.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 47585
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