Analyse comparative de génomes complets de souches pathogènes et de portage de Staphylococcus lugdunensis et caractérisation du système de sécrétion Ess/type VII

Comparative analysis of whole genomes of pathogenic and carriage strains of Staphylococcus lugdunensis and characterization of the type VII secretion system

• Auteur / Autrice : Jérémie Lebeurre
• Direction : Martine Pestel-Caron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 20/12/2018
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Groupe de recherche sur l'adaptation microbienne (Rouen ; Caen ; 1998-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Partenaire(s) de recherche : Fondation : Fondation Charles Nicolle
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche sur l'adaptation microbienne (Rouen ; Caen ; 1998-2021)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Lanotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrice François, Laleh Majlessi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Lanotte, Sarah Dubrac

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sécrétion

Génotype

Virulence (microbiologie)

Génomique comparative

Staphylococcus lugdunensis

Mots clés libres

Staphylococcus lugdunensis

Analyse génomique comparative

Système de sécrétion Ess/type VII

Virulence

Génotypage

Variable Number of Tandem Repeat

Staphylococcus lugdunensis

Genomic comparative analysis

Type VII secretion system

Virulence

Genotyping

Variable Number of Tandem Repeat

Résumé

La première partie de nos travaux a consisté au séquençage de génomes complets de trois souches pathogènes et de trois souches de portage de Staphylococcus lugdunensis pour les comparer aux 15 génomes complets disponibles sur NCBI. Aucun déterminant génétique associé au contexte de virulence ou de portage de S. lugdunensis n’a été identifié. Cependant, nous avons mis en évidence la présence d’éléments génétiques mobiles et des variations dépendantes des complexes clonaux,définis par MultiLocus Sequence Typing, au sein de loci potentiellement associés à la virulence. Des variations ont été observées dans un locus homologue à celui de Staphylococcus aureus codant le système de sécrétion Ess/type VII (SST7). Nous avons mis en évidence huit organisations génétiques chez cette espèce présentant pourtant une structure de population clonale. La seconde partie de nos travaux a consisté à la caractérisation phénotypique et moléculaire du SST7 chez S. lugdunensis par la formation d’un mutant de délétion du gène essC codant une protéine essentielle à la sécrétion. Nos résultats suggèrent que le SST7 serait impliqué dans la translocation de protéines prédites in silico comme impliquées dans la virulence. Néanmoins, dans des modèles de cytotoxicité cellulaire et d’infection du nématode Caenorhabditis elegans, aucune atténuation de la virulence n’a été observée chez la souche mutante malgré une perte de sa capacité à lyser les erythrocytes, comparativement à la souche sauvage. Nos travaux ont également permis de développer et d’évaluer le pouvoir discriminant de trois nouvelles méthodes de typage constituant des outils très prometteurs pour l’épidémiologie moléculaire des infections à S. lugdunensis.

The first part of this study consisted in whole genome sequencing of three pathogenic and three carriage strains of S. lugdunensis and comparison with the 15 genomes available in the NCBI. No genetic determinant was associated to the pathogenic or carriage context. However, we have highlighted the presence of mobile genetic elements and MultiLocus Sequence Typing clonal complex dependent variations within loci potentially associated with virulence. Variations wereobserved in the ess locus homologous to that of Staphylococcus aureus encoding the type VII secretion system (T7SS). We showed eight genetic organizations in this species with a clonal population structure. The second part of our work consisted in a phenotypic and molecular characterization of T7SS in S. lugdunensis by construction of a deletion essC gene mutant. This gene encodes a protein requiredfor protein secretion. Our results suggest that T7SS could be involved in translocation of proteins predicted as implicated in virulence in silico. Nevertheless, no virulence attenuation was observed in cells cytotoxicity assay and Caenorhabditis elegans virulence assays between wild-type and mutant strains which yet has lost the ability to lyse erythrocytes. We also developed and evaluated discriminating power of three new typing methods, which are very promising tools for the molecular epidemiology of S. lugdunensis infections.