sujet W. Nasser M2-R Infect 2015 - Spiral

Proposition de sujet de stage
Master-2 Recherche Infectiologie Fondamentale
Université Lyon-1
2015-2016
Sujet : Rôle de la protéine associée au nucléoïde Lrp dans la modulation des fonctions de
virulence chez la bactérie Dickeya dadantii.
Nom, Prénom du Maitre de Stage :
NASSER Henri William, Equipe : « Chromatine et Régulation
de la Pathogénie bactérienne ».
Qualité :
DR2 CNRS
Téléphone :
0472432695
E-mail : [email protected]
Laboratoire d’accueil, Responsable:
MAP UMR CNRS-UCB-INSA-BCS 5240, Nicole Cotte-Pattat.
Adresse : UCB, Bât Lwoff 10 rue R. Dubois, 69622 Villeurbanne Cedex.
Ce stage peut être suivi d’une thèse
Résumé du sujet de stage (objectifs, technologies utilisées, 2 ou 3 références que le candidat peut
consulter)
Les pertes agronomiques dues aux bioagresseurs créent une contrainte majeure pour la sécurité
alimentaire. En outre, la demande croissance d’une alimentation durable nécessite de réduire notre
dépendance vis à vis des pesticides et implique la recherche d’alternatives pour le contrôle des
maladies. L’une de ces alternatives serait de perturber l’échange de signaux entre plantes et
bioagresseurs de façon à limiter la production des facteurs de virulence par ces derniers. La
compréhension de la coordination des réponses adaptatives d’un bioagresseur lors de l’interaction
avec un hôte est donc un enjeu majeur en recherche fondamentale et peut aboutir à des applications
dans de nombreux domaines biotechnologiques. Chez les bactéries, la régulation de l’expression
génique s’exerce majoritairement au niveau du contrôle de l’initiation de la transcription par les
facteurs de transcription dont la concentration et l’activité sont modulées en fonction des conditions
physiologiques de la cellule et des conditions environnementales. Au premier rang des régulateurs
transcriptionnels globaux, on trouve les protéines associées au nucléoide (NAPs), qui influencent à la
fois la structure de la chromatine et l’initiation de la transcription. De nombreux facteurs de
transcription ayant des actions plus ciblées agissent donc sous les contraintes imposées par les NAPs.
Par ailleurs, la topologie de l’ADN bactérien est également très sensible aux conditions
environnementales et les variations du niveau d’enroulement de l’ADN modulent la distribution de la
machinerie de transcription sur le génome.
L’objectif de ce projet est d’élucider le rôle de la NAP majeure « Leucine responsive regulator (Lrp) »
dans l’adaptation de l’expression des gènes de virulence en réponse aux stress environnementaux
chez la bactérie phytopathogène Dickeya dadantii. Les Dickeya pectinolytiques sont responsables de
la pourriture molle d’un grand nombre de végétaux. Ces bactéries sont originaires des pays
tropicaux. Cependant, ces dernières années des dommages causés par Dickeya ont été enregistrés
sur des plants de pomme de terre en Europe. De ce fait, cette bactérie est désormais considérée
comme un pathogène émergent en Europe.
Le succès de l’infection par D. dadantii requiert une coordination temporelle de l’expression génique.
En effet, les différentes phases du processus infectieux représentent une succession de conditions et
de stress environnementaux auxquels les bactéries doivent s’adapter. La plupart des conditions
hostiles rencontrées dans l’hôte telles que les stress acide ou oxydant induisent une relaxation de
l’ADN.
L’hypothèse sur laquelle nous basons notre projet est que les variations de super-hélicité de l’ADN
pourraient servir de signal pour enclencher les programmes de virulence et coordonner l’expression
globale du génome bactérien au cours de l’infection. Cette coordination pourrait être orchestrée par
les NAPs. Des résultats préliminaires ont révélés qu’une souche ne produisant plus Lrp présente une
capacité de production réduite pour des facteurs de virulence précoces et des fonctions d’agression
de l’hôte. Dans le cadre de ce projet, l’impact de Lrp sur l’expression des gènes de virulence sera
évalué dans les différentes conditions rencontrées par D. dadantii au cours du processus infectieux
(stress acide, oxydatif et osmotique, phase exponentielle et stationnaire de croissance) en utilisant
les approches de PCR quantitative et de fusion transcriptionnelle. Ces résultats pourront le cas
échéant être comparés à ceux obtenus dans des conditions de relaxation artificielle de l’ADN de
manière à appréhender l’impact de la topologie de l’ADN dans la modulation de l’expression génique
par Lrp. Des approches de microbiologie, de génétique moléculaire et de physiopathologie seront
utilisées.
Collaboration :
Ces travaux seront réalisés en collaboration avec l’équipe de G. Muskhelishvili (Jacobs Univ, Bremen),
pour l’implication de la topologie de l’ADN dans l’expression génique.
Publications récentes de l’équipe sur le sujet:
O. ZGHIDI-ABOUZID, S. REVERCHON, T. LAUTIER, G. MUSKHELISHVILI & W. NASSER (2012) The
nucleoid-associated proteins H-NS and FIS modulate the DNA supercoiling response of the pel genes,
the major virulence factors in the plant pathogen bacterium Dickeya dadantii. Nucleic Acids Res 40,
4306-4318.
E. HERAULT, S. REVERCHON & W. NASSER (2014) Role of the LysR-type transcriptional regulator
PecT and DNA supercoiling in the thermoregulation of pel genes, the major virulence factors in
Dickeya dadantii. Environ Microbiol 16: 734-745.
A. DUPREY, S. REVERCHON & W. NASSER (2014) Bacterial virulence and Fis: adapting regulatory
networks to host environment. Trends Microbiol 22: 92-99.
X. JIANG, P. SOBETZKO, W. NASSER, S. REVERCHON & G. MUSKHELISHVILI (2015) Chromosomal
“stress-response” domains govern the spatiotemporal expression of the bacterial virulence program.
Mbio 6: e00353-15.