Premier système toxine antitoxine de type I fonctionnel chez staphylococcus aureus, orchestré par un cis-ARN agissant en trans

par Nour Sayed

Thèse de doctorat en Biologie et sciences de la santé

Sous la direction de Brice Felden.

Soutenue en 2012

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Certains ARN sont des régulateurs essentiels dans tous les organismes vivants dont le nombre et la diversité sont étonnamment élevés. Chez les bactéries, ils sont impliqués dans de nombreux mécanismes de régulation de l’expression génique. Nous avons étudié un couple d'ARN de fonction inconnue, SprA1 et SprA1AS, exprimés au sein d’un îlot de pathogénie par les staphylocoques dorés (S. Aureus). Nous avons démontré que les deux ARN sont exprimés simultanément pendant la croissance de S. Aureus et qu'ils interagissent ensemble. Bien que les gènes codant ces deux ARN soient situés en cis sur le génome bactérien, nous avons mis en évidence que l’interaction fonctionnelle entre les deux ARN s'effectue en trans, impliquant des régions non chevauchantes, obligeant ainsi à réévaluer les mécanismes de régulation des ARN antisens. Nous avons également démontré que l'ARN SprA1 est traduit et que l'expression du peptide encodé par SprA1 (pepA1) est inhibée par l'ARN SprA1AS in vivo. Le peptide pepA1 est amphipathique et hélicoïdal et est détecté dans la membrane bactérienne. Il est hémolytique et toxique pour la bactérie en condition de surexpression. En absence de SprA1AS, l'expression de pepA1 entraîne la mort des par perméabilisation de la membrane bactérienne. En outre, pepA1 est faiblement antibactérien car il inhibe la croissance de plusieurs souches pathogènes (Staphylococcus, Escherichia coli, Shigella, Enterococcus, Pseudomonas). Un brevet a été déposé concernant les propriétés antimicrobiennes de pepA1. Ainsi, nous avons démontré que le couple SprA1/SprA1AS est le premier système toxine antitoxine de type I fonctionnel chez S. Aureus induisant l’apoptose bactérienne.


  • Résumé

    Some small RNAs (sRNAs) are essential regulators in all living organisms. Their number and diversity is surprisingly high. In bacteria, they are involved in many processes of gene regulation. We studied a pair of sRNAs of unknown function, SprA1 and SprA1AS, expressed by a pathogenicity island of Staphylococcus aureus (S. Aureus) genome. We demonstrated that both RNAs are expressed simultaneously during growth of S. Aureus, and that they interact together. Although the genes encoding these two RNAs are overlapping in the bacterial genome, we have shown that the functional interaction between the two RNAs occurs in trans, involving non-overlapping regions, requiring to reassess regulatory mechanisms of antisense RNA. We also demonstrated that SprA1 RNA is translated and that expression of the SprA1-encoded peptide (pepA1) is inhibited by SprA1AS RNA in vivo. PepA1 is an amphipathic and helical peptide and is detected at the bacterial membrane in vivo. It is also hemolytic and toxic for S. Aureus upon over-expression. In the absence of SprA1AS, pepA1 expression causes cell death by permeabilizing bacterial membrane. In addition, pepA1 is weakly antibacterial; it inhibits the growth of several pathogenic strains (Staphylococcus, Escherichia coli, Shigella, Enterococcus, Pseudomonas). A patent was deposited concerning the antimicrobial properties of pepA1. Thus, we demonstrated that SprA1/SprA1AS couple is the first functional toxin-antitoxin system in S. Aureus inducing bacterial apoptosis.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (242 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 204-234

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  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 371050/2012/104/D
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