Master Sciences pour l`Environnement

Université de Montpellier 2 - Master Sciences pour l’Environnement
Mention : Biologie des Plantes, des Microorganismes, Bioingéniéries, Bioprocédés
Spécialité : IMHE (Interactions microorganismes, hôtes, Environnements)
Renvoyer la proposition de sujet de stages aux deux responsables
de M1 ou de M2 selon le niveau du stage
Responsables des stages d’initiation à la recherche de M1 et de M2 :
Tatiana Vallaeys : [email protected] Tél : 04 67 14 40 11
Secrétariat :
Patricia Quemener :[email protected]
Sujet de stage M1:
Contribution à l’étude d’une hémolysine de la bactérie Photorhabdus asymbiotica, un
pathogène émergent.
Responsable (s) de stage : Marie-Hélène Boyer-Lavergne (MCF)
Encadrant (si différent du responsable de stage notamment dans le cas ou le responsable
n’est pas un enseignant-chercheur ou un chercheur) :
Personnel technique éventuellement impliqué dans la formation du stagiaire :
Ingénieur spécialiste en transcriptomique
Tel et e-mail du responsable de stage et de l’encadrant (si différent du responsable de stage) :
04 67 14 46 66 – [email protected]
Laboratoire d’accueil et nom du Directeur :
Laboratoire DGIMI (Diversité-Génomes et Interactions Microorganismes-Insectes)
Patrick TAILLEZ
Site web labo : http://www6.montpellier.inra.fr/dgimi
Equipe d’accueil : Equipe génomique et facteurs de virulence - Alain Givaudan
Dans quel contexte s’insère le sujet de stage (démarrage d’un projet, travail partiel d’un sujet
de thèse, …….):
Techniques utilisées :
Techniques classiques de bactériologie (croissance , tests hémolytiques….)
Techniques de biologie moléculaire et de génétique bactérienne, (constructions de
plasmides, transferts génétiques, préparation d’ARN et d’ADN, PCR, RT-PCRq,
fluorescence…).
Description du stage:
Xenorhabdus et Photorhabdus sont des bactéries étudiées dans le laboratoire DGIMI. Ce
sont des entérobactéries, naturellement trouvées en association symbiotique avec des
nématodes entomopathogènes du sol, qui ont un intérêt économique comme bioinsecticides.
En effet le couple némato-bactérien peut infecter et tuer un grand nombre de larves
d’insectes. D’autre part les bactéries seules, introduites par injection dans l’insecte,
entraînent également la mort de celui-ci. Elles produisent plusieurs facteurs de virulence
comme des lipases, des protéases, des hémolysines et des toxines qui contribuent à leur
pathogénicité et à la modification de l’immunité de l’insecte.
Photorhabdus asymbiotica est une espèce particulière qui se révèle à la fois pathogène
d’insectes mais également se révèle être un pathogène émergent chez l’Homme. Ces
infections ont été constatées aux Etats-Unis et en Australie.
Notre équipe étudie les facteurs de virulence de ces bactéries et entre autre, le rôle des
hémolysines dans la pathologie. Une hémolysine de type « pore forming » a été caractérisée
chez Xenorhabdus nematophila , elle a été appelée XaxAB . Cette hémolysine a une activité
nécrotique et apoptotique sur les cellules d’insectes L’inactivation des gènes xaxAB dans X.
nematophila supprime l’activité cytotoxique (1).
Photorhabdus asymbiotica possède également une activité hémolytique sur gélose au sang
avec un type annulaire caractéristique. Cette particularité est un critère de reconnaissance
clinique des isolats. Les gènes codant cette hémolysine ont été identifiés à partir de la
comparaison des génomes bactériens que nous avons à notre disposition. Ces gènes de P.
asymbiotica orthologues à ceux de xaxAB, ont été appelés phaxAB. L’expression
hétérologue de phaxAB chez E.coli et chez le mutant xaxAB de X. nematophila montre bien
que ces gènes sont à l’origine de l’hémolyse annulaire caractéristique de P. asymbiotica.
Le sujet de ce stage sera d’étudier plus particulièrement l’expression ou l’activité de cette
hémolysine en fonction des conditions environnementales (nature du milieu, température…).
La transcription de cette hémolysine sera étudiée en utilisant 2 techniques :
i)
Par RT PCR en temps réel après extraction des ARN de la bactérie cultivée dans
différentes conditions
ii)
Par la construction d’un plasmide contenant la fusion entre le promoteur de Phax
AB et le gène de la GFP, et de regarder l’expression de la GFP dans
Photorhabdus dans différentes conditions in vitro, ou lors de l’infection dans
l’insecte. (2)
Par ailleurs, la construction d’un mutant phaxAB de P.asymbiotica pourrait être réalisée. Ce
mutant permettrait de détecter la virulence de la bactérie dans l’organisme modèle du
laboratoire, l’insecte. Aucun modèle mammifère n’étant pour l’instant disponible.
Une des hypothèses de notre travail est que la bactérie P.asymbiotica s’est adaptée à
l’Homme et que l’expression des facteurs de virulence s’en est trouvée modifiée en fonction
des nouvelles conditions environnementales.
(1) VIGNEUX F., ZUMBIHL R. JUBELIN G., RIBEIRO C., PONCET J., BAGHDIGUIAN S., GIVAUDAN A., AND
BREHÉLIN M. 2007. The xaxAB Genes Encoding a New Apoptotic Toxin from the Insect Pathogen Xenorhabdus
nematophila Are Present in Plant and Human Pathogens. J. Biol. Chem., Vol. 282, (13), 9571-9580
(2) G. JUBELIN, S. PAGES, A. LANOIS, M. H. BOYER, S. GAUDRIAULT, J.-B. FERDY and A. GIVAUDAN..
Studies of the dynamic expression of the Xenorhabdus FliAZ regulon reveal atypical iron-dependent regulation of
the flagellin and hemolysin genes during insect infection. Environmental Microbiology 2011 13(5), 1271–1284