Role of sRNAs in the regulatory network controlling virulence in Vibrio spendidus

par Ngoc-An Nguyen

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Annick Jacq.

Soutenue le 16-12-2013

à Paris 11 , dans le cadre de École doctorale Gènes, Génomes, Cellules (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2000-2015) , en partenariat avec Institut de génétique et microbiologie (Orsay) (laboratoire) .

Le président du jury était Cécile Fairhead.

Le jury était composé de Cécile Fairhead, Francis Repoila, Sun Nyunt Wai, Didier Mazel.

Les rapporteurs étaient Francis Repoila, Sun Nyunt Wai.

mots clés

• Vibrio splendidus
• Transcriptome
• SRNAs
• RNA-seq
• CsrB
• Virulence
• Vibrio
• Transcriptome
• ARN non codants

Titre traduit

Rôle des petits ARN régulateurs dans le réseau de régulation contrôlant la virulence chez Vibrio splendidus

Résumé

Vibrio splendidus est une bacterie Gram négative du genre Vibrio. Les Vibrios sont des bactéries motiles, en forme de virgule, vivant essentiellement dans les ecosystèmes marins. Depuis une quinzaine d'années, Vibrio splendidus a été associé a des épisodes estivaux de mortalité de naissains d'huitres en France, jusqu'à compromettre l'économie ostréicole. Cependant on sait encore peu de choses sur l’évolution de cette espèce, sa capacité d'adaptation, et ses mécanismes de virulence. De nombreux travaux au cours de ces dernières années ont souligné l'importance des petits ARN non codants (sRNA) dans la régulation des gènes bactériens, en particulier en réponse à l'environnement ainsi qu'au cours de la pathogenèse. Nous avons réalisé une étude de transcriptomique par séquençage à haut débit afin d'établir un répertoire des sRNA chez V. splendidus. Cette analyse transcriptomique nous a permis d'identifier des centaines de sRNAs putatifs, dont la majorité sont spécifiques de cette espèce, une minorité résultant de transferts horizontaux avec d'autres bactéries marines, comme les Shewanellaceae. Les données transcriptomiques ont montré la présence chez V. splendidus de 4 copies du petit ARN CsrB, contrairement aux autres Vibrios qui en ont trois ou deux. Nous avons pu montrer que ces CsrBs jouent un role important dans la physiologie cellulaire en contrôlant la production et/ou la sécrétion de deux proteases jouant un role dans la virulence. De plus, nous avons montré que le réseau de régulation impliquant ces CsrBs est significativement différent des autres Vibrios, indiquant que la présence d'une copie supplémentaire a sans doute entraine un remodelage de ce réseau de régulation.

mots clés

• Vibrio splendidus
• Transcriptome
• SRNAs
• RNA-seq
• CsrB
• Virulence

Résumé

Vibrio splendidus is a Gram negative bacterium of the genus Vibrio. The Vibrios are motile, comma-shaped bacteria, living mainly in marine ecosystems. Over the past fifteenyears, Vibrio splendidus has been associated with oyster summer mortality episodes inFrance, generating heavy economic losses. However, still little is known about the evolutionof this species, its adaptive capacity, and the mechanisms of virulence. Many works in recentyears have stressed the importance of small noncoding RNAs (sRNAs) in bacterial generegulation, particularly in response to the environment as well as during pathogenesis. Wedid a transcriptomic study by high-throughput sequencing in order to explore the sRNArepertoire in V. splendidus. This transcriptomic analysis allowed us to identify hundreds ofputative sRNAs, the majority of which being specific of this species, a minority resulting fromhorizontal transfers with other marine bacteria, such as the Shewanellaceae. Transcriptomicdata showed the presence of 4 copies of the small RNA CsrB in V. splendidus, unlike otherVibrios which have two or three. We have shown that these CsrBs play an important role incell physiology by controlling the production and/or secretion of two proteases playing a rolein virulence. In addition, we have shown that the regulatory network involving these CsrBs issignificantly different from other Vibrios, indicating that the presence of an extra copy hasindeed resulted in a reshaping of the regulatory network.