Bénéfice-risque de la lysogénie : étude du prophage Gally et de son module de recombinaison dans la virulence de son hôte, Escherichia coli adhérente-invasive LF82

Benefit-risk of lysogeny : a study of the Gally prophage and its recombination module in the virulence of its host, the adherent-invasive Escherichia coli LF82

• Auteur / Autrice : Pauline Misson
• Direction : François Lecointe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 21/02/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphanie Bury-Moné
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mireille Ansaldi, David Bikard, Paulo Tavares, Pierre Leblond
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mireille Ansaldi, David Bikard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Recombinaison génétique

Macrophages

Escherichia coli

Bactériophages

Mots clés libres

Prophages

Escherichia coli LF82

Survie en macrophages

Recombinaison homologue

Recombinaison illégitime

Prophages

Escherichia coli LF82

Survival in macrophages

Homologous recombination

Illegitimate recombination

Résumé

Les lysogènes, bactéries hébergeant des prophages fonctionnels, sont abondantes dans les écosystèmes naturels, représentant jusqu'à 70% des bactéries du microbiote humain. La caractérisation de la lysogénie est essentielle à la compréhension des comportements bactériens, tout particulièrement ceux qui concernent les bactéries pathogènes, car les prophages peuvent être impliqués dans la virulence de leur hôte. La souche Escherichia coli adhérente-invasive (AIEC) LF82 héberge cinq prophages que j’ai caractérisés au cours de cette thèse. L’un d’entre eux, Gally, est significativement associé aux bactéries E. coli retrouvées dans les microbiotes intestinaux des malades de Crohn. C’est aussi le phage le plus produit par la LF82 (>10⁸ virions/mL), mais de manière surprenante, l’induction de Gally est réprimée en macrophage. Nous supposons que la survie remarquable de cette AIEC en macrophages est en partie due à sa capacité à contrôler l'induction de ses prophages. Dans cet environnement génotoxique, une partie seulement du génome de Gally est surexprimé. Nous avons montré que RecT et Gam, produites par deux des gènes phagiques surexprimés en macrophages, sont impliquées dans un mécanisme de recombinaison de l'ADN original alliant une protéine de recombinaison homologue (RecT) et un homologue lointain de la protéine Ku, impliquée dans le NHEJ. Ces protéines interviennent dans le cycle de production du phage sans toutefois impacter la survie de la LF82 en macrophage. D’autres études sont donc nécessaires pour comprendre la relation entre Gally et son hôte dans cet environnement.

Lysogenes, bacteria harboring functional prophages, are abundant in natural ecosystems, representing up to 70% of the bacteria in the human microbiota. Characterization of lysogeny is essential for understanding bacterial behavior, especially in pathogenic bacteria, as prophages may be involved in their host virulence. The adherent-invasive Escherichia coli (AIEC) strain LF82 harbors five prophages that I characterized during this thesis. One of them, Gally, is significantly associated with E. coli bacteria found in the gut microbiota of Crohn's patients. It is also the most produced phage by LF82 (>10⁸ virions/mL), but surprisingly, Gally induction is repressed in macrophage. We speculate that the remarkablesurvival of this AIEC in macrophages is in part due to its ability to control the induction of its prophages. In this genotoxic environment, only part of the Gally genome is overexpressed. We showed that RecT and Gam, produced by two Gally genes overexpressed in macrophages, are involved in a novel DNA recombination mechanism combining a homologous recombination protein (RecT) and a distant homolog of the Ku protein, involved in the NHEJ. These proteins are implicated in the phage production cycle but do not impact the LF82 survival in macrophages. Further studies are therefore needed to understand the relationship between Gally and its host in this environment.