Evolution and diversity, as told by genome stability keepers in mycobacterium tuberculosis

par Tiago Dos Vultos

Thèse de doctorat en Microbiologie et virologie

Sous la direction de Brigitte Gicquel.

Soutenue en 2008

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Evolution et diversité de Mycobacterium tuberculosis comme dit par les gardes de la stabilité du génome


  • Résumé

    Contrairement à d'autres bactéries pathogènes de gram positives montrant des phénotypes MDR, des mécanismes d'acquisition de résistances médiés par des plasmides ou des transposons n'ont pas été rapportés pour M. Tuberculosis suggérant que l'évolution des souches de M. Tuberculosis est principalement due à des mutations génorniques dans des gènes spécifiques. Les bactéries auraient alors un taux élevé de mutation permettant l'acquisition multiple de mutations. Notre analyse a montré de façon surprenante un nombre important de gènes fortement polymorphes, suggérant que les gènes de la famille 3R (Réparation, Réplication et Recombinaison) pourraient jouer un rôle important dans l'évolution du complexe MTC. Ces résultats indiquent un niveau de polymorphisme très différent de la variation allélique restreinte généralement observée pour des gènes du métabolisme général chez M tuberculosis. Dans une seconde partie, on a étudié les différents composants du système GO, soit les homologues des protéines MutT, MutY and Fpg chez E. ColL L'inactivation de MutT1 chez M. Tuberculosis a eu comme conséquence une augmentation des fréquences de mutations spontanées de 15,5 fois par le criblage de résistance à la Rifampicine. En outre, une fonction triphosphatase pour la 8-oxo-guanosine est suggérée par nos résultats pour MutT1 et MutT2. Pour évaluer la fonction possible de ces protéines, des essais enzymatiques ont été effectués avec le 8-oxodGTP et d'autres substrats connus pour les hydrolases de la famille nudix. MutT1 et MutT2 ont montré une forte activité 8-oxoGTPase. L'inactivation de MutTY chez M. Tuberculosis a eu comme conséquence une augmentation des fréquences de mutations induites par H2O2 de 3,8 fois par le criblage de résistance à la Rifampicine. Ce travail ouvre te chemin pour identifier les poiymorphismes qui permettront aux microbiologistes et cliniciens d'identifier les patients infectés par des souches ayant une prédisposition pour acquérir un phénotype mutateur conduisant à l'acquisition de résistances aux antibiotiques afin qu'ils bénéficient d'un suivi médical approprié.


  • Résumé

    In contrast to other Gram-positive pathogens with MDR phenotypes, plasmid or transposon mediated mechanisms of resistance have not been reported in M. Tuberculosis suggesting that evolution in this mycobacteria is mainly due to genomic mutations in specific genes. In this case bacteria would benefit of a high mutation rate. Our analysis showed, in a surprising way, a high number of strongly polymorphic 3R genes (Repair, Replication and Recombination), suggesting that 3R family genes could play a role in the evolution of complex MTC. These results indicate a level of polymorphism very different from the restricted allelic variation generally observed for of the general metabolism genes in M tuberculosis. In a second part of our work, we studied the various components of System GO, that is to say the counterparts of the proteins MutT, MutY and Fpg at E. Coli. The inactivation of MutT1 in M. Tuberculosis had as consequence an 15-fold increase in the spontaneous mutation frequencies by Rifampin résistance screening. To evaluate the possible function of these proteins, enzymatic tests were carried out with 8-oxodGTP and other substrates known for the hydrolases of the nudix family. MutT1 and MutT2 showed a strong 8-oxoGTPase activity. The inactivation of MutTY at M. Tuberculosis had as consequence a 4-fold increase in H2O2 induced spontaneous mutation frequencies by Rifampin résistance screening. This work opens the way to identify polymorphisms, which will allow the microbiologists and clinicians to identify the patients infected with strains having a predisposition to acquire a mutator phenotype, therefore leading to the acquisition of resistances to antibiotics, so that they profit from a suitable medical monitoring.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (170 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 326 réf.

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