Thèse soutenue

Analysing the role of secretion systems in the physiology and pathogenesis of Brucella
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Auteur / Autrice : Elia Riquelme Zubiria
Direction : David O'Callaghan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie Santé
Date : Soutenance le 13/12/2019
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Virulence bactérienne et infections chroniques (Nîmes)
Jury : Président / Présidente : Pierre Martineau
Examinateurs / Examinatrices : David O'Callaghan, Pierre Martineau, Maria-Laura Boschiroli, Suzana Salcedo, Stephan Köhler, Bérengère Ize
Rapporteurs / Rapporteuses : Maria-Laura Boschiroli, Suzana Salcedo

Résumé

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La brucellose est une zoonose courante causée par des bactéries du genre Brucella. La maladie humaine représente une cause importante de morbidité dans le monde entier alors que la brucellose animale est associée a d’importantes pertes économiques dues majoritairement aux avortements et à l’infertilité chez les ruminants. La survie et la réplication des bactéries du genre Brucella à l’intérieur de cellules phagocytiques et non-phagocytiques dépend du système de sécrétion de type IV (T4SS) qui sécrète des effecteurs protéiques. Ces effecteurs sont capables de sentir et de modifier la biologie de la cellule hôte. Les séquences génomiques de Brucella n’ont pas montré d’autres systèmes de sécrétions spécialisés. Cependant, elles révèlent la présence du système Tat (twin arginine translocator). Cette étude porte sur le T4SS, très bien caractérisé, ainsi que sur le système Tat chez Brucella suis. Pour comprendre les mécanismes utilisés par Brucella pour délivrer ses effecteurs protéiques appartenant au T4SS, nous avons montré que le résidu Gly295 de la protéine VirB10 chez B. suis, situé au sein d’un gate domain (GxxGxxG) proche de la région antenna projection, contribue à la régulation du transfert de substrat à travers la membrane externe. Ceci a été validé à l’aide du système rapporteur CyaA qui indique une translocation plus importante des effecteurs de Brucella chez le mutant VirB10G295R. Il a été possible d’en conclure que la mutation G295R empêche le T4SS de réguler la sécrétion de ses effecteurs. Cela suggère donc que le canal adopte une conformation ouverte de façon constitutive ce qui conduit à une libération non régulée des effecteurs protéiques. Il est possible que Brucella puisse également sécréter des effecteurs via la voie Tat. Le système Tat est présent dans de nombreuses, mais pas de façon ubiquitaire, bactéries et est utilisé pour l’export de protéines repliées du cytosol à l’enveloppe bactérienne ou l’environnement extracellulaire. Un criblage in silico du génome de Brucella a été réalisé en utilisant le signal N-terminal SRRxFLK qui a révélé 27 substrats potentiels de ce système. Dans ce travail, malgré l’utilisation de diverses techniques, l’obtention d’un mutant tat de Brucella n’a pas été possible. Plus important, une analyse bio-informatique a indiqué que plusieurs des substrats prédits de Tat encodés par le génome de Brucella sont essentiels à de nombreux mécanismes physiologiques de la bactérie. De plus, des données de TnSeq ont établies que tatC est un gène essentiel. De ce fait, un autre système rapporteur in vivo a été utiliser pour confirmer la dépendance au système Tat des substrats prédits précédemment. Grâce à cette stratégie, il a été montré qu’un système hétérologue construit chez E. coli fonctionne pour identifier les séquences signal du système Tat de Brucella. En conclusion, ces travaux suggèrent que le système Tat est un système de transport protéique essentiel à la viabilité des bactéries du genre Brucella. Ces résultats contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes de translocations des effecteurs protéiques du T4SS et donnent des informations sur la façon dont la voie Tat contribue à la physiologie de Brucella. Comprendre la biologie des bactéries responsables de la Brucellose est une étape essentielle pour le développement de mesures de contrôle.