Université Montpellier 2 - Master Sciences pour l`Environnement

Université 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 stage à
[email protected] , [email protected]
Responsable des stages d’Initiation à la Recherche de M1 et de M2 :
Tatiana Vallaeys : [email protected] Tél : 04 67 14 40 11
Administration :
Patricia Quéméner : [email protected]
Sujet de stage préciser le niveau souhaité M1 et/ou M2 (le cas échéant indiquez vos
préférences: M2
Rôle des composés aromatiques dans la pathogénicité de la bactérie
entomopathogène Xenorhabdus poinarii
Responsable (s) de stage : Sophie GAUDRIAULT
Personnel technique éventuellement impliqué dans la formation du stagiaire :
Anne Lanois, Jean-Claude Ogier
Tel et Email du Responsable de stage et de l’encadrant (si différent du Responsable de
stage) : [email protected]
Laboratoire d’Accueil et nom du Directeur : Laboratoire DGIMI (UMR1333), UM2-INRA,
Université Montpellier 2, Place Eugène Bataillon, CC54, 34095 Montpellier Cedex 05,
Direction : Patrick Tailliez ([email protected])
Equipe d’Accueil : Equipe Biologie Intégrative des Interactions Bactérie-InsectesNématodes Entomopathogènes (chef d’équipe = Alain Givaudan)
Dans quel contexte s’insère le sujet de stage (démarrage d’un projet, travail partiel d’un
sujet de thèse …….) :
Le laboratoire DGIMI fait partie des leaders internationaux pour l’étude des bactéries
entomopathogènes Xenorhabdus. Le sujet de stage participe à un programme de l’équipe qui
vise à caractériser des facteurs d’adaptation bactériens impliqués dans l’interaction
pathogène avec l’insecte. Le stage portera sur le démarrage d’une étude du rôle des composés
aromatiques dans le pouvoir infectieux de Xenorhabdus. Ce projet pourra donner lieu à un
sujet de thèse.
Techniques utilisées :
1. Techniques de bactériologie (isolement, numération, tests phénotypiques sur milieu
gélosé, mutagénèse bactérienne, transformations/conjugaisons bactériennes)
2. Techniques de biologie moléculaire (PCR, clonages de fragments d’ADN)
3. Bio-essais sur insectes
Description du stage : donner un résumé (contexte, problématique, matériels et méthodes).
Contexte :
Xenorhabdus est une Entérobactérie, symbiotique de nématodes entomopathogènes et
pathogènes pour un large spectre d’insectes. Ce genre bactérien constitue un fort potentiel
d’applications agronomiques. D’une part, Xenorhabdus produit des toxines insecticides qui
pourraient remplacer les endotoxines insecticides de Bacillus thuringiensis (Bt) pour lesquels
les insectes développent des résistances. D’autre part, les ressources naturelles en couples
némato-bactériens, déjà utilisées pour le contrôle biologique d’un nombre limité de ravageurs
de cultures, pourraient être mieux exploitées. Du point de vue fondamental, le genre
Xenorhabdus est également un bon modèle d’étude pour l’analyse fonctionnelle des
interactions hôtes-microorganismes car il partage de nombreux gènes de virulence potentiels
avec des bactéries pathogènes de mammifères comme Yersinia, Salmonella, Enterobacter, …
Problématique /Objectif : La comparaison de souches virulentes et avirulentes de
Xenorhabdus chez nos insectes modèles montre que de nombreuses régions génomiques
impliquées dans le catabolisme des composés aromatiques (tyrosine, phénylalanine, 4hydroxyphenylacétate, phenyl-acétate) sont absentes chez l’espèce avirulente Xenorhabdus
poinarii. On sait également que certains de ces loci jouent un rôle important dans la virulence
chez des bactéries pathogènes de l’homme comme Burkholderia cenocepacia. Enfin, les
souches virulentes de Xenorhabdus sont capables de contourner le système immunitaire de
l’insecte en produisant des composés aromatiques qui bloquent un acteur majeur de
l’immunité humorale de l’insecte, la phénoloxydase. Ce phénomène est absent chez la
souche avirulente X. poinarii. L’objectif du stage est de construire des souches de
Xenorhabdus recombinantes permettant d’évaluer le rôle du catabolisme des composés
aromatiques dans le pouvoir infectieux de Xenorhabdus.
Programme de travail :
1. Construction de souches recombinantes. Deux types de souches recombinantes seront à
construire : (i) des mutants des régions génomiques impliquées dans le catabolisme des
composés aromatiques chez la souche virulente X. nematophila, (ii) des souches
avirulentes de X. poinarii dans lesquelles auront été introduites les régions génomiques
en question sur un plasmide d’expression.
2. Analyse des phénotypes présentés par les différentes souches recombinantes. Différents
phénotypes pouvant interférer avec le processus infectieux seront évalués (i) pathologie
sur l’insecte par injection directe des bactéries, (ii) pathologie sur l’insecte par infestation
avec le nématode hôte suivi d’une injection directe des bactéries, (iii) évaluation de la
capacité à inhiber l’activité de la phénol-oxydase.
Résultats attendus :
Il y a de plus en plus de démonstrations que les métabolites issus du métabolisme secondaires
jouent un rôle clef dans la virulence bactérienne. Avec ce projet, nous espérons identifier de
nouvelles voies déterminantes pour le cycle de vie complexe de la bactérie Xenorhabdus.
Références:
(1) Ogier JC, Calteau A, Forst S, Goodrich-Blair H, Roche D, Rouy Z, Suen G, ZumbihlR,
Givaudan A, Tailliez P, Médigue C, Gaudriault S. 2010. Units of plasticity inbacterial
genomes: new insight from the comparative genomics of two bacteria interacting with
invertebrates, Photorhabdus and Xenorhabdus. BMC Genomics.15;11:568
(2) Nielsen-LeRoux C, Gaudriault S, Ramarao N, Lereclus D, Givaudan A. 2012. How the
insect pathogen bacteria Bacillus thuringiensis and Xenorhabdus/Photorhabdus occupy
their hosts. Curr Opin Microbiol 15:220–231.
(3) Jubelin, G., Lanois, A., Severac, D., Rialle, S., Longin, C., Gaudriault, S. and Givaudan,
A. FliZ is a global regulatory protein rheostatically affecting the expression of flagellar
and virulence genes in individual Xenorhabdus bacterial cells. PLoS Genetics, souspresse