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: M1
Rôle des composés aromatiques dans la pathogénicité de la bactérie entomopathogène
Xenorhabdus
Responsable (s) de stage : Sophie GAUDRIAULT
Personnel technique éventuellement impliqué dans la formation du stagiaire :
- Anne Lanois (IE), Jean-Claude Ogier (IE), Sylvie Pagès (AI)
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 : Nathalie Volkoff ([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.
Techniques qui seront principalement utilisées lors de ce stage :
1. Outils de comparaison génomiques et de prédictions métaboliques in silico
2. Techniques de bactériologie (isolement, numération, tests phénotypiques sur milieu
gélosé, mutagénèse bactérienne, transformations/conjugaisons bactériennes)
3. Techniques de biologie moléculaire (PCR, clonages de fragments d’ADN)
4. Bio-essais sur insectes
Description du stage :
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 certaines espèces avirulentes. 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 les espèces
avirulentes. 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 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 produits issus du métabolisme secondaire
jouent un rôle clef dans la virulence bactérienne. Les produits du catabolisme aromatique
sont de bons candidats à ce rôle. 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.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. 2013. FliZ is a
global regulatory protein rheostatically affecting the expression of flagellar and virulence genes in individual
Xenorhabdus bacterial cells. PLoS Genetics, 9(10): e1003915
(4) Ogier J-C, Pages S, Bisch G, Chiapello H, Médigue C, et al. 2014. Attenuated Virulence and Genomic
Reductive Evolution in the Entomopathogenic Bacterial Symbiont Species, Xenorhabdus poinarii. Genome
Biol Evol 6: 1495–1513.