Métabolisme et toxinogénèse de Bacillus cereus : rôles de l’enzyme fermentaire LdhA et du régulateur rédox Rex

Metabolism and toxinogenesis of bacillus cereus : roles of the lactate dehydrogenase A and of the redox regulator rex

• Auteur / Autrice : Sabrina Laouami
• Direction : Catherine Duport
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique et microbiologie
• Date : Soutenance le 20/12/2012
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sécurité et qualité des produits d'origine végétale
• Jury : Président / Présidente : Philippe Schmitt
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Armengaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Jouanneau, Eric Rosenfeld

Mots clés

Mots clés contrôlés

Entérotoxines

Lactate-déshydrogénases

Métabolisme

Bacillus cereus

Mots clés libres

Bacillus cereus

Virulence

Métabolisme

Entérotoxines

LdhA

Rex

Régulation

Résumé

Bacillus cereus est une bactérie très largement disséminée dans l'environnement. Certaines souches sont à l'origine de toxi-infections alimentaires de type émétique ou diarrhéique. Afin de coloniser l'intestin et induire un syndrome diarrhéique, B. cereus doit s'adapter aux variations d'oxygénation et de potentiel d'oxydoréduction rencontrées, se multiplier et sécréter des toxines. En comparant les capacités métaboliques et les capacités de sécrétion de l'entérotoxine Nhe de quatre souches de B. cereus, nous avons mis en évidence que la L-lactate déshydrogénase A (LdhA) était quelles que soient les conditions de croissance impliquée à la fois dans le métabolisme fermentaire et dans la toxinogénèse de B. cereus. LdhA contribue au maintien du ratio NAD+/NADH intracellulaire et son absence affecte les capacités d'expression de plusieurs gènes d'entérotoxines en anaérobiose et en aérobiose chez la souche F4430/73. Afin de déterminer si l'effet observé sur les toxines était indirect et dépendant du régulateur rédox Rex, un mutant ne synthétisant plus Rex a été construit. La caractérisation de ce mutant a mis en évidence le rôle de Rex dans le métabolisme de B. cereus, dans la réponse au stress oxydant et dans la toxinogénèse. De part sa structure et sa capacité a lié l'ADN, Rex pourrait être un facteur de transcription contrôlant l'expression des gènes codant les entérotoxines. Sa capacité de fixation sur l'ADN est dépendante du ratio NAD+/NADH. Afin de déterminer si LdhA pouvait réguler directement l'expression des gènes des toxines, ldhA a été exprimé chez E. coli et purifiée sous la forme d'une protéine fusion. Les premières expériences de retard sur gel n'ont pas permis de mettre en évidence de fixation sur les régions promotrices de toxines

Bacillus cereus is a widespread bacteria. Some strains are responsible of food-borne classified as emetic and diarrhoel syndromes. To colonize such environment and induce diarrhea, B. cereus must be able to grow in the various oxidoreduction potential and oxygenation conditions encountered in the gastrointestinal tract and to secrete toxins. By comparing the catabolic capacities of four strains of the B. cereus group grown under anoxic and oxic conditions in relation to their capacities for expressing Non hemolytoc enterotoxin (Nhe), we identified Lactate dehydrogenase A (LdhA) as both involved in the fermentative metabolism of B. cereus and toxinogenesis. We showed that disruption of ldhA affected the fermentative capacity of anaerobically grown F4430/73 cells and the expression of several enterotoxin genes under both anaerobiosis and aerobiosis. To determine whether the observed effect in the toxins expression was indirect and dependant of Rex, a rex mutant was built. The characterization of this mutant revealed the role of Rex in the metabolism of B. cereus, oxidative stress and toxins production. Rex could be a transcription factor controlling the expression of genes encoding enterotoxins. Ability of DNA binding is dependant on the ratio of NAD+/NADH. To determine whether LdhA could directly regulate the expression of toxins genes, LdhA was expressed in E. coli and purified as a fusion protein. The first gel retardation experiments have failed to demonstrate fixation of LdhA in the promoter regions of toxins