Déterminants génétiques et protéiques impliqués dans les processus d'adhésion de la bactérie commensale humaine Streptococcus salivarius

par Benoît Couvigny

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Joël Doré.

Le président du jury était Anne Collignon.

Le jury était composé de Joël Doré, Anne Collignon, Pascal Hols, Nathalie Leblond-Bourget, Marion Bernardeau, Eric Guedon.

Les rapporteurs étaient Pascal Hols, Nathalie Leblond-Bourget.


  • Résumé

    Afin de caractériser les mécanismes moléculaires sous-jacents au processus d’adhésion des bactéries commensales, nous avons utilisé Streptococcus salivarius comme modèle. Streptococcus salivarius est une bactérie pionière dans la colonisation des surfaces orales chez le nouveau né, et devient par la suite un composant majoritaire du microbiote oral de l'adulte avec un rôle écologique majeur. Nous avons développé une méthode pour identifier, par des tests de criblage phénotypique, les gènes impliqués dans l’adhésion de S. salivarius aux surfaces bactériennes ou de l’hôte. Notre approche a permis d’identifier un ensemble de gènes codant pour des protéines de surfaces, des glycosyltransférases, des transporteurs qui sont impliqués dans les phénomènes d’auto-agréation et / ou de co-agrégation avec d’autres espèces et / ou l’adhésion aux protéines de l’hôte.En particulier, nous avons montré que le système SecA2Y2, qui comprend des gènes codant pour des protéines dédiées à la glycosylation et l'export de protéines de surface riche en sérine (SRRPs), participe aux processus d’agrégation, de formation de biofilms, à l'adhésion in vitro aux protéines de l’hôte et in vivo à la colonisation du tractus digestif de souris. Alors que toutes les bactéries contenant un système similaire possèdent un substrat unique au système, une SRRP, le locus génétique secA2Y2 comprend trois SRRPs qui présentent des rôles complémentaires dans les phénotypes précédement cités. SrpB est spécifiquement impliquée dans la liaison aux cellules epitheliales, tandis que SrpC participe à l’adhésion aux protéines de la matrice extracellulaire et le mucus. De manière atypique, nous avons démontré que le processus de maturation des SRRPs est supporté par glycosyltransférases extra-cluster. Cette étude est le premier rapport indiquant la présence dans une bactérie de trois SRRPs, qui présentent des rôles complémentaires dans l'interaction bactéries-hôte. Bien que le système SecA2Y2 soit principalement associé à la virulence des bactéries pathogènes, il semble être clairement impliqué dans les caractères de commensalité de S. salivarius, tels que la colonisation de ses niches écologiques orales et intestinales. Ce travail offre de nouvelles perspectives sur les mécanismes de colonisation des bactéries commensales.

  • Titre traduit

    Genetic and protein determinants involved in adhesive processes of human commensal bacterium Streptococcus salivarius


  • Résumé

    To characterize molecular mechanisms underlying adhesion of commensal bacteria, we used Streptococcus salivarius (SSAL) as a model. SSAL is among the most important pioneer colonizers of neonatal oral mucosal surfaces, and later becomes a predominant component of the human adult oral microbiota with pre-eminent ecological role. We developed a method to identified, through phenotypic screening assays, genes involved in SSAL adhesion to host or bacterial surfaces. In particular, we showed that the SecA2Y2 system, which comprises genes devoted to glycosylation and export of surface Serine Rich Repeat Proteins (SRRPs), participates to bacterial aggregation, biofilm formation, in vitro adhesion and colonization of mice. While all bacteria containing a similar system possess only one SRRP, the SSAL secA2Y2 locus comprises three SRRPs with complementary role in line with the previous phenotypes. Interestingly, SrpB is specifically involved in the binding to epithelial cells, while SrpC to the extracellular matrix and mucus proteins. We showed that these interactions require glycosylation of both bacterial SRPs and host surfaces. Surprisingly, we demonstrated that this essential process is shared by glycosyltransferases located in other genomic regions. This work is the first report showing the presence in a bacterium of three SRPs, which display complementary roles in bacterial-host interaction. While the SecA2Y2 system is mostly associated to virulence in pathogenic bacteria, it appears to be involved in the expression of commensal traits in SSAL, such as its colonization and its resilience to oral and intestinal niches. This work may offer new insights into the mechanisms of niche establishment (host, microbial communities) of commensal bacteria.


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