Le Pilus Conjugatif de Pseudomonas aeruginosa : Caractérisation des éléments de membrane externe

The conjugative pilus of Pseudomonas aeruginosa : Caracterisation of outer membrane components

• Auteur / Autrice : Jennifer Spagnolo
• Direction : Sophie de Bentzmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 26/04/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Chantal Tardif
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nienke Buddelmeijer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivera Francetic, Ina Attree-Delic

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lipoprotéines

Sécrétine

Pseudomonas aeruginosa

Mots clés libres

Pseudomonas aeruginosa

ICE

Pilus de Type IVb

Sécrétine

Lipoprotéine

Pseudomonas aeruginosa

ICE

Type IVb Pilus

Secretin

Lipoprotein

Résumé

La souche de P. aeruginosa PA14 est un isolat humain hautement virulent. PA14 possède deux îlots de pathogénicité. L'îlot de pathogénicité PAPI-1 de 108 kb est un élément intégratif et conjugatif (ICE), capable de s'auto-transférer à des souches de Pseudomonas par un mécanisme de conjugaison. Le mécanisme de transfert fait intervenir un pilus de Type IVb, encodé dans l'îlot PAPI-1. Mon travail de doctorat a eu pour but de caractériser à un niveau moléculaire le pilus de Type IVb (Pil-PAPI-1). J'ai d'abord, inséré un promoteur constitutif en place du promoteur endogène pour activer l'expression du locus pil2. J'ai démontré que 9 des 10 gènes sont requis pour le transfert d'ADN. J'ai ensuite initié la caractérisation de composants formant la machine de conjugaison. J'ai caractérisé le produit des gènes pilL2 et pilN2. J'ai démontré que PilL2 est une protéine de membrane externe (ME) et exposée dans le périplasme. Cette protéine est essentielle pour la fonctionnalité (transfert d'ADN) de la machinerie de conjugaison. Malgré ses caractéristiques prédites de lipoprotéine, aucune des mutations réalisées n'a pu modifier la localisation de ME de PilL2. J'ai aussi démontré que PilL2 forme un sous complexe de ME avec PilN2, la sécrétine du système. PilN2 forme des multimères stable, et présente les caractéristiques d'une liposécretine, capable d'auto-insertion et d'auto-multimérisation dans la ME. J'ai démontré que le N-ter de PilN2 mature est critique pour la formation d'un pore fonctionnel, mais n'est pas impliqué dans l'interaction avec PilL2. Ces résultats suggèrent que PilL2 et PilN2 forment un nouveau type de sous complexe de ME dans la famille des TFPb.

The P. aeruginosa PA14 strain is a highly virulent human isolate. PA14 possesses two pathogenicity islands. The 108-kb pathogenicity island PAPI-1 is an integrative and conjugative element (ICE), capable of self-transferring to any recipient Pseudomonas strain, by a conjugative mechanism. The transfer mechanism is mediated by a Type IVb pilus, encoded within the PAPI-1 Island. My PhD work aimed to characterize this Type IVb pilus (Pil-PAPI-1) at a molecular level. The pil2 locus is poorly expressed under laboratory condition. I, first, introduced a constitutive promoter to turn on expression of the pil2 locus. I demonstrated that 9 of the 10 genes are required for DNA transfer. Then, I initiated the characterization of components forming the conjugation machinery. I characterized the products of pilL2 and pilN2 genes. I demonstrated that PilL2 is an OM protein and protruding in the periplasm. This protein is essential for the functionality (DNA transfer) of the conjugative TFPb machinery. Despite its predicted lipoprotein-hallmarks, none of the mutations engineered were able to abrogate the OM-localization of PilL2. We also demonstrated that PilL2 forms an OM sub-complex with PilN2, the secretin of the system. We provide evidence that PilN2 forms stable multimers, which presents the features of a liposecretin, capable of self-insertion and self-multimerization in the OM. We demonstrated that while the N-terminus of the mature PilN2 is required for the formation of a functional pore, it is not involved in interaction with PilL2. These results suggest that PilL2 and PilN2 could form new type of OM sub-complex in the TFPb family.