Etude des protéines de la famille H-NS : régulation différentielle des opérons LEE par les protéines H-NS et Ler chez les EPEC

par Ahmad Khodr

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Sylvie Rimsky.

Le président du jury était Fabrice Confalonieri.

Le jury était composé de Rachid Rahmouni, Malcolm Buckle.

Les rapporteurs étaient Eric Cascales, Olivier Espéli.


  • Résumé

    Le génome des bactéries vivantes n’est pas une entité statique mais au contraire c’est quelque chose très dynamique évoluant avec le temps. Les bactéries évoluent en acquérant par transfert horizontal des gènes du matériel génétique. C’est le cas des EPEC qui ont acquis l’îlot LEE via ce mécanisme. La protéine H-NS joue un rôle important dans la reconnaissance de cet ADN étranger, dans la liaison à cet ADN et dans la répression de son expression quand ce n’est pas en profit du « fitness » de la bactérie. Comme résultat H-NS régule la majorité des gènes associés à la virulence chez les entérobactéries Salmonella, Yersinia et les EPEC. Les EPEC possèdent une protéine paralogue à H-NS et codée dans le premier opéron de leur îlot LEE, il s’agit de la protéine Ler. Une fois exprimée Ler induit l’expression des 4 opérons restant de la région parmi lesquels LEE5. Ler partage une grande homologie avec H-NS surtout au niveau de leurs domaines de reconnaissance de l’ADN. Malgré cette homologie H-NS réprime LEE5 tandis que Ler l’active. De plus si H-NS est un régulateur global agissant sur plus de 500 gènes chez E. coli Ler est une protéine spécifique qui ne va agir que sur un petit nombre de promoteurs tous impliqués dans la virulence L’étude qualitative et quantitative de l’interaction de H-NS et de Ler avec la région promotrice de LEE5 montre qu’elles partagent globalement les mêmes sites de fixation sur des régions étendues en amont et en aval du +1 de la transcription. Ces sites de fixation sont bien définis d’une dizaine de paires de bases. L’affinité de ces sites pour H-NS est variable. Trois sites de haute affinité pour H-NS ont été identifiés. La séquence de ces sites est similaire à celle du site consensus élaboré en étudiant le promoteur proU(Bouffartigues et al - 2007). Des différences dans l’interaction de ces deux protéines avec le promoteur LEE5 résident surtout autour du +1 et des boîtes -10 et -35. Il s’agit de la première étude comparant la fixation de H-NS et de Ler sur des régions étendues de ce promoteur dans le but d’expliquer la régulation différentielle de ces deux protéines paralogues. L’étude de l’expression de LEE5 in vivo nous a permis de proposer que le mécanisme essentiel d’action de Ler est dirigé contre la répression induite par H-NS et que le taux maximum d’expression du promoteur LEE5 wtobservé dans la souche mutante pour hnsen présence de Ler (en comparaison avec la souche double mutante où Ler est absente) n’est pas dû à une activation directe par Ler mais plutôt à une répression par StpA, sensible à la mutation des sites de haute affinité de H-NS.

  • Titre traduit

    Proteins of the H-NS family : differential regulation of the LEE5 operon by paralogue proteins H-NS and Ler in Enteropathogenic E. coli (EPEC)


  • Résumé

    The genes of the LEE5 operon of enteropathogenic E.coliencode for proteinsthat are essential for their virulence. Their expression istightlyregulated, with H-NS silencing the transcriptional expression of LEE5 while Ler, product of the first operon of thispathogenicityislandcancounteract the silencing of H-NS. We show that H-NS and Ler use the samebinding sites on the LEE5 promoterin vitro. However, around the transcription start site differences in DNA constraints are detectabledepending on the presence of H-NS or Ler. Modification of the central AT bases, characteristic of H-NS consensus binding sites, affect the binding of bothproteinsin vitro and the expression in vivo of the LEE5 promoter. Additionallywe show that an additionalrepressor, the H-NS homologue StpA, isimplicated in the LEE5 regulationleading to a new model of how Ler canrelieve the H-NS imposedrepression on the LEE5 promoter


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