Contrôle spatial et temporel de la biosynthèse des acides mycoliques au cours du cycle cellulaire du pathogène résurgent Mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis proteins involved in mycolic acid synthesis and transport localize dynamically to the old growing pole and septum

• Auteur / Autrice : Clément Carel
• Direction : Didier Zerbib
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Division cellulaire

Mycobacterium tuberculosis

Mots clés libres

Mycobacterium tuberculosis

Acide-gras-synthase-II

Localisation

Division bactérienne

Wag31

Acide mycolique

Résumé

La compréhension du mécanisme qui commande la coordination spatio-temporelle de la croissance et de la division de Mycobacterium tuberculosis, est essentielle pour lutter contre le bacille tuberculeux. La plupart des (nombreuses) enzymes de la synthèse du complexe acide mycolique-arabinogalactane-peptidoglycane de l'enveloppe sont essentielles à la survie du bacille. En utilisant une approche dynamique, nous avons localisé in vivo les enzymes du complexe Fatty-Acid-Synthase-II (FAS-II), impliquées dans la biosynthèse des acides mycoliques (AM), ainsi que leur transporteur Mmpl3. Les enzymes FAS-II co-localisent au niveau des pôles et du septa avec Wag31 : la protéine responsable de la polarisation de la biosynthèse du peptidoglycane mycobactérien. Mmpl3 se localise au niveau de l'enveloppe et se concentre dynamiquement aux pôles et aux septa. La localisation dynamique de FAS-II et du transporteur avec Wag31, au niveau des pôles de croissance et des septa, signifie que le composé principal de la mycomembrane pourrait être synthétisé à cet endroit précis. Ce constat met en évidence une différence majeure entre les mycobactéries et les autres bactéries en forme de bâtonnets étudiées à ce jour. Sur la base des activités polaires de biosynthèse de l'enveloppe déjà connus chez les mycobactéries, nous proposons l'existence d'une machinerie polaire complexe, consacrée à la biogenèse de l'ensemble de l'enveloppe. En conséquence, les pôles mycobactériens représenteraient le talon d'Achille du bacille à tous ses stades de croissance.

Understanding the mechanism that controls the space-time coordination of the elongation and the cellular division of Mycobacterium tuberculosis is critical for fighting the tubercle bacillus. Most of the numerous enzymes involved in the synthesis of the cell wall Mycolic acid-Arabinogalactan-Peptidoglycan complex are essential for the bacterial life. Using a dynamic approach, we localized in vivo enzymes of the fatty acid synthase-II (FAS-II) complexes, involved in mycolic acid (MA) biosynthesis, together with their transporter MmpL3. The FAS-II enzymes co-locate at the poles and septa with Wag31: the protein responsible for the mycobacterial peptidoglycan biosynthesis polarization. MmpL3 was in the envelope, dynamically concentrated at the poles and septa. The dynamic localization of FAS-II and of the MA transporter with Wag31, at the old-growing poles and septa, suggests that the main components of the mycomembrane might be synthetized at these precise foci. This finding highlights a major difference between mycobacteria and other rod-shaped bacteria studied to date. Based on the already known envelope biosynthetic polar activities in mycobacteria, we propose the existence of complex polar machines devoted to the biogenesis of the whole envelope. As a consequence, the mycobacterium pole would represent the Achilles' heel of the bacillus at all its growing stages.