Déterminants de stabilité et de maturation de l'ADN internalisé lors de la transformation génétique naturelle chez Streptococcus pneumoniae

par Laetitia Attaiech

Thèse de doctorat en Microbiologie et génétique

Sous la direction de Jean-Pierre Claverys et de Bernard Martin.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .

mots clés

• Microbiologie
• Recombinaison homologue
• Génétique
• Plasticité génétique
• Streptococcus pneumoniae
• Transformation génétique naturelle
• Pneumocoque
• Transformation génétique
• Recombinaison génétique

Résumé

Streptococcus pneumoniae est un pathogène majeur de l'homme qui pose un problème de santé publique du fait de sa variabilité antigénique et de sa capacité à acquérir des gènes de résistance aux antibiotiques. En fait, cette bactérie peut développer un état physiologique transitoire régulé génétiquement (la compétence), lors duquel elle peut internaliser et intégrer dans son chromosome par recombinaison homologue de l'ADN exogène (transformation génétique naturelle). Nous avons montré que la compétence (et donc la transformation) pouvait être induite par des antibiotiques couramment utilisés en thérapie (Prudhomme, Attaiech et al. Science 2006). Ainsi, l'utilisation mal contrôlée d'antibiotiques peut augmenter le pouvoir pathogène de S. Pneumoniae en favorisant les transferts génétiques. J'ai ensuite travaillé sur le devenir de l'ADN transformant après son internalisation. J'ai tout d'abord tenté d'identifier la/les nucléase(s) qui peuvent agir sur cet ADN. Les différentes approches utilisées n'ont pas abouti mais parmi les candidats testés, j'ai pu montrer que Pms et CoiA influent sur l'efficacité du système général de réparation des mésappariements (Hex) et j'ai étudié RadC pour laquelle nous avons proposé une révision de l'annotation pfam (Attaiech, et al. J. Bact. 2008). Nous avons ensuite déterminé que la protéine majeure du complexe d'éclipse (forme protégée de l'ADN internalisé) est SsbB (Morrison et al. J. Bact. 2007). Toutefois, en poursuivant la caractérisation de ce complexe, nous avons pu montrer que la méthode de purification utilisée n'est pas adaptée pour connaître sa composition protéique exhaustive.

Titre traduit

Stability and processing of DNA internalized during natural transformation of Streptococcus pneumoniae

Résumé

During my doctorate, I studied different aspects of genetic transformation in the human pathogen Streptococcus pneumoniae. This bacterium can naturally develop a transient physiological state, named competence, in which it is able to internalize and integrate exogenous DNA into its chromosome by homologous recombination. We showed that antibiotic treatment can induce competence and transformation, thus enabling genetic plasticity and increasing pathogenicity of S. Pneumoniae (Prudhomme, Attaiech et al. Science 2006). Then, my work concentrates on the fate of DNA after internalization during the process of transformation. First, I have analysed several mutants with the aim of identifying the nuclease(s) that can degrade internalized DNA. So far, I have been unable to identify this nuclease. However, among the tested candidates, CoiA and Pms have been implied in the mismatch repair process and we showed that, despite the original annotation, there is no evidence of a role of RadC in connection with repair and/or recombination. This permitted a revision of the Pfam annotation (Attaiech et al. J. Bact. 2008). Finally, we focused on the protection of internalized DNA and showed that the major protein component of the eclipse complex (EC, a nucleocomplex in which internalized DNA is protected) is the competence-induced protein SsbB (Morrison et al. J. Bact. 2007). I have done further biochemical experiments on the characteristics of EC and show that the support used during purification exhibits strong affinity for a lot of protein. That implies that the real nature of the EC has to be discovered.