Caractérisation structurale et inhibition d’une nanomachine impliquée dans la compétition bactérienne : le T6SS
Institution:
Aix-MarseilleDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The type VI secretion system (T6SS) is a contractile nanomachine found in one third of Gram-negative and translocating toxins into both prokaryotic and eukaryotic cells. This device is used by pathogenic strains to induce virulence and/or to compete with other bacteria, fostering environments colonization including the human gut microbiota.The T6SS assembles a cytoplasmic bacteriophage-related-tail structure anchored to the cell envelope by a membrane complex. The tail is composed of an inner tube wrapped by a sheath whose contraction is thought to translocate the tube, the tip proteins and puncture the prey’s cell wall. The tail is built from an assembly platform, the baseplate, connected to the membrane complex and hence used as an evolutionary adaptor. During my thesis, I have characterized the poorly studied baseplate complex in our model enteroaggregative E. coli (EAEC). After describing the structural properties of TssK and its role as connector, we revealed the assembly pathway, the stoichiometry and the structure of the other baseplate proteins. These works increased significantly our comprehension of the T6SS dynamic and highlighted a key interface we targeted through an interfering peptide. Meanwhile, I studied the membrane complex and its connection with the baseplate complex. This study lead to the high-resolution description of the membrane complex of EAEC and revealed a major role of the lipoprotein TssJ which, surprisingly, is absent in other bacteria such as Acinetobacter baumannii. The investigation of the non-canonical T6SS membrane complex of A. baumannii during my last PhD year suggests an anchoring and assembly mechanism different from EAEC’s.
Abstract FR:
Le T6SS est un appareil de sécrétion retrouvé chez près d'un tiers des bactéries à Gram-négative. Il est responsable de la translocation de toxines dont l'activité permet l’élimination de microorganismes compétiteurs et ainsi facilite l’accès des bactéries pathogènes vers des environnements essentiels à l’homéostasie de l’Homme. Il est ancré à la paroi bactérienne par l’intermédiaire d’un complexe membranaire sur lequel est liée une plateforme d’assemblage, ou baseplate, permettant la polymérisation d’une queue contractile. Pendant ma thèse, je me suis intéressé à la baseplate du T6SS chez notre modèle d’étude Escherichia coli entéro-agrégative (EAEC). Après avoir participé à la caractérisation de TssK et dévoilé son rôle de connecteur, nous avons révélé la stœchiométrie, l’ordre d’assemblage ainsi que la structure des autres protéines constituant la baseplate. Ces travaux ont permis d’augmenter nos connaissances fondamentales sur le fonctionnement de cette machinerie mais également de dévoiler une interface d’interaction dont l’interférence altère le fonctionnement du T6SS. En parallèle, je me suis intéressé au complexe membranaire afin d’étudier sa connexion avec la baseplate de symétrie différente. Cette étude a abouti à la caractérisation structurale du complexe membranaire du T6SS et à la mise en évidence d’un rôle prépondérant de la lipoprotéine TssJ qui, étonnamment, est absente chez certaines bactéries. L’une d’entre elles, A. baumannii, possède un T6SS caractérisé par la présence de protéines membranaires de fonction inconnue dont l’étude, entamée durant ma dernière année de thèse, suggère un mode d’ancrage et d’assemblage différent de celui d’EAEC.