Régulation de la virulence de Listeria monocytogenes : systèmes à deux composants et ARN non codants

par Pierre Marques Mandin

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Pascale Cossart.

Soutenue en 2006

à Paris 7 .

mots clés

• Listeria monocytogenes
• ARN non traduit
• Régulation de l'expression des gènes bactériens
• Biologie informatique
• ARN messager

Résumé

Listeria monocytogenes, une bactérie à Qram positif, est l'agent pathogène de la listériose, une maladie relativement rare mais grave et associée à une mortalité élevée. Les systèmes à deux composants sont des systèmes protéiques de transmission de signal qui permettent à la bactérie de sentir et de répondre aux signaux de l'environnement. Dans une première partie de cette thèse, nous avons caractérisé le rôle d'un système à deux composants,VirR / VirS, identifié lors de l'analyse de mutants non infectieux chez la souris, dans la virulence de L. Monocytogenes. Nous avons déterminé l'ensemble des gènes régulés par VirR. Ce système est impliqué dans la régulation de l'expression de protéines impliquées dans la modification de la surface bactérienne, ce qui pourrait expliquer le rôle de VirR/VirS dans la virulence. Les ARNnc modulent l'expression génétique en s'appariant à leurs ARN messagers cibles ou en liant des protéines régulatrices. Dans une deuxième partie de cette thèse, nous avons recherché la présence d'ARNnc dans le génome de L monocytoQenes en utilisant différentes approches bioinformatiques. Nous avons identifié 12 ARNnc au sein de la bactérie, dont les ARN conservés dans tous le royaume bactérien RnpB, SsrA et SsrS. Les neufs autres ARNnc on été nommés Rli pour ARNnc de Listeria. Afin de mieux caractériser la fonction des Rlis, nous avons développé un programme nous permettant de prédire les cibles ARNm potentielles des ARNnc. Ces prédictions ont été confirmées expérimentalement, validant notre programme. L'ensemble de ces résultats permet de mieux comprendre les réseaux complexes de régulation intervenant dans le processus adaptatif de la bactérie.

Titre traduit

Regulation of the virulence process of Listeria monocytogenes : two component systems and non coding RNAs

Résumé

Listeria monocytogenes, a gram positive bacterium, is the causative agent of listeriosis, a relatively rare disease but associated with a high mortality rate. Two component Systems are couples of proteins which allow bacteria to sense and respond to their environment. In a first part of this thesis. We characterized the role of a previously unidentified two component system of L. Monocytogenes, VirR/VirS, in the virulence of the bacterium. Usinq macroarrays, we have determined the genes controlled by VirR. This System regulates genes implicated in the modification of bacterial surface components, which may explain the role of VirR/VirS in virulence. Non coding RNAs (ncRNAs) modulate gene expression by pairing to messenger RNAs or by interacting requlatory proteins. In a second part of this thesis, we have searched for ncRNA genes in the genome of L. Monocytogenes using various bioinformatic approaches. 12 ncRNA were discovered and experimentally characterized, includinq RnpB. SsrA and SsrS which are conserved in all bacteria. The 9 other novel ncRNAs were named Rli for ncRNA in Listeria. In order to better characterize the function of the Rlis. We developed a program to predict potential mRNA targets of ncRNAs. Pur first experimental data validate pur method and suggest that it could be used as a general tool to search for ncRNA targets. These results allow a better understanding of the complex regulatory networks involved in the bacterial adaptive process.