Description du stage : donner un résumé (contexte, problématique, matériels et méthodes).
Contexte : Le projet s’inscrit dans la problématique générale de l’équipe qui est la
caractérisation de nouveaux facteurs de virulence chez les bactéries entomopathogènes
appartenant au genre Xenorhabdus. Les bactéries du genre Xenorhabdus sont des
entérobactéries qui vivent en symbiose avec un nématode (Steinernematidae). Le nématode
délivre la bactérie dans l’hémolymphe de l’insecte et la bactérie tue l’insecte par septicémie.
La bactérie seule est également pathogène pour l’insecte.
Le séquençage complet de quelques souches de Xenorhabdus a révélé la présence dans leur
génome de nombreux facteurs de virulence connus (toxines insecticides, hémolysines,
proteases …)1,2. Parmi ces derniers, nous avons identifié une locus présent chez nos souches
virulentes envers nos 2 insectes modèles Spodoptera littoralis et Galleria mellonella, mais
absent chez nos souches avirulentes. Il s’agit d’un locus qui code pour des protéines de la
famille des TpsAB (Two Partner Secretion system), homologues d’inhibiteurs de croissance
bactérienne, dépendants du contact entre bactéries (CDI)3. Ces CDI ont été décrits chez des
bactéries pathogènes de mammifères (Escherichia coli uropathogènes, Burkholderia
pseudomallei agent de melioïdose) et de plantes (Dickeya dadantii agent de la pourriture
molle).
Chez E. coli, le complexe CDI est constitué de 3 protéines : CdiB joue un rôle dans la
sécrétion de la seconde protéine CdiA, qui est la toxine inhibitrice, CdiI étant une protéine
d’immunité empêchant l’action toxique de CdiA. En cas de contact direct entre deux cellules,
la bactérie possédant un complexe CDI induit un arrêt de la croissance des bactéries qui ne
possèdent pas la protéine d’immunité.
Nous avons déjà cloné ce locus cdi-like dans un plasmide chez E. coli. Des résultats
préliminaires montrent que l’homologue de CdiA de Xenorhabdus a bien un effet d’auto-
inhibition de la croissance de E. coli en l’absence de protéines d’immunité, CdiI.
Problématique : L’objectif du projet est d’abord de valider l’activité d’inhibition de
croissance bactérienne du locus cdi-like identifié chez Xenorhabdus. Ceci constituerait une
première chez des bactéries entomopathogènes. Puis, il s’agira de déterminer la fonction de
ce système CDI dans la biologie de Xenorhabdus et plus particulièrement lors du cycle
infectieux (compétition avec d’autres bactéries colonisant le cadavre de l’insecte, interaction
avec les cellules eucaryotes lors de la colonisation de l’insecte ou du nématode, etc.)
Travail à mener pendant le stage : L’étudiant-e devra s’insérer dans le projet en participant
aux 3 axes suivants:
(1) Confirmer la fonction d’inhibition de croissance de ce locus cdi-like par (i) la
réitération des expériences d’auto-inhibition chez E. coli, (ii) la mise en place d’une
batterie de tests phénotypiques pour caractériser l’activité de la protéine CdiA. En
particulier, l’étudiant-e effectuera des tests d’activité nucléasique, car des fonctions
DNAse et tRNAse ont déjà été démontrées respectivement chez E. coli et D.
dadantii3.
(2) Rechercher des protéines d’immunité CdiI chez Xenorhabdus. Des gènes cdiI-like
potentiels ont déjà été identifiés par génomique comparative. L’étudiant-e introduira
ces gènes chez la souche de E.coli, qui produit le CdiA-like de Xenorhabdus, afin de
tester leur capacité à protéger la bactérie de l’auto-inhibition de croissance.
(3) Rechercher le rôle du locus cdi-like dans le cycle infectieux de Xenorhabdus. Sachant
que ce locus est absent de souches de Xenorhabdus avirulentes, nous avons construit
un plasmide avec ce locus sous le contrôle d’un promoteur constitutif et l’avons
introduit par conjugaison dans les souches avirulentes. L’étudiant-e sera en charge de
la caractérisation de ces transconjugants : tests phénotypique (d’activité nucléasiques,
cinétique de croissance, etc.), pathologie sur insectes modèles.