Virulence et adaptation à l'environnement de souches de Pseudomonas fluorescens et Pseudomonas mosselii ; contribution à l'étude des conditions d'expression et des fonctions de la protéine TSPO chez P. Fluorescens
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This work aims to study the virulence of Pseudomonas mosselii and the role of TSPO protein in Pseudomonas fluorescens Pf0-1. P. Mosselii was first isolated and characterized in 2002, from clinical samples of hospitalized patient, but its association with the pathology remains unclear. We found that P. Mosselii ATCC BAA-99 and P. Mosselii MFY161 are cytotoxic towards Caco-2/TC7 cells, have low invasive capacity, and are able to alter the epithelial permeability of differentiated cells and damage the F-actin cytoskeleton. Their behavior resembles that of cytotoxic strains of P. Fluorescens. Moreover, their antibiotic resistance and potential role as shuttles for acquired beta-lactamases resistance suggest that P. Mosselii strains may be more studied. The cytotoxicity of P. Fluorescens Pf 0-1 was also tested and we found it very low in our experimental conditions. However, we were interested to notice that this bacteria possesses a translocator protein (TSPO) which is largely conserved during evolution (Eukarya, Archae and Bacteria), but which role was unknown for this bacteria. Then, our next work consisted in studying the expression of this protein and its potential function(s). We found that tspo is cotranscribed with an hybrid histidine kinase gene (Pfl01_2810) which is situated upstream to the tspo gene. This operon is transiently expressed during the growth of the bacteria in LB medium at 28°C. The transcriptional activity is modified with temperature, null at 18°C and highly increased at 32°C, suggesting a regulation by the sigma factor RpoH, generally activated in response to thermal stress. Hyperosmolarity (NaCl, Sucrose), or D-cycloserin enhanceds the transcriptional activity of the operon, and provoked a parietal stress and regulation of the sigma factor AlgU, via RpoH. Mitochondrial TSPO ligands as cholesterol, involved in membrane fluidity, also favors the expression of tspo, as well as other Eukaryotic ligands as PK11195 or protoporphyrin IX, suggesting a functional conservation between bacterial TSPO from P. Fluorescens Pf0-1 and its Eukaryotic ortholog.
Abstract FR:
Ce mémoire est dédié d'une part à l'étude de la virulence de Pseudomonas mosselii, et d'autre part à l'étude du rôle de la protéine TSPO chez Pseudomonas fluorescens Pf0-1. P. Mosselii est une bactérie isolée du milieu hospitalier qui a été caractérisée en 2002 mais dont le pouvoir pathogène reste inconnu à ce jour. Nous avons pu observer que P. Mosselii ATCC BAA-99 et P. Mosselii MFY161 sont cytotoxiques, peu invasives mais capables d'altérer la perméabilité épithéliale des cellules Caco-2/TC7 et d'endommager le cytosquelette d'actine. Leur comportement ressemble à celui de certaines souches cliniques de P. Fluorescens. En raison de leur implication éventuelle en tant que vecteur de transfert de gènes de résistance aux beta-lactamines, ces bactéries mériteraient une surveillance accrue. Le pouvoir cytotoxique de P. Fluorescens Pf0-1 a également été testé et il s'est révélé faible dans nos conditions expérimentales. Par contre, cette bactérie nous a intéressé par le fait qu'elle possède une protéine translocatrice (TSPO), largement conservée au cours de l'évolution (Eukarya, Archae et Bacteria), mais dont le rôle chez cette bactérie était inconnu. La suite de nos travaux a donc consisté en l'étude de l'expression de cette protéine et de sa (ses) fonction (s) potentielle(s). Nous avons pu montrer la présence d'une histidine kinase hybride (Pfl01_2810) en amont du gène tspo avec laquelle tspo est co-transcrit. Cet opéron est exprimé de façon transitoire pendant la croissance bactérienne en milieu LB à 28°C. L'activité transcriptionnelle varie avec la température, elle est nulle à 18°C et très largement augmentée à 32°C, suggérant une régulation par le facteur sigma RpoH, généralement activé en réponse au stress thermique. En cas d'hypersmolarité (NaCl, Sucrose), ou en présence de D-cyclosérine, nous avons pu observer que l'activité transcriptionnelle est très largement augmentée, engendrant un stress pariétal et une régulation par le facteur sigma AlgU via RpoH. L'utilisation de lignads de la TSPO mitochondriale tel que le cholestérol, qui est impliqué dans la fluidité membranaire, engendre également une augmentation de la transcription de tspo, ainsi que d'autres ligands Eucaryotes tels que le PK11195 ou la protoporphyrine IX suggérant une conservation fonctionnelle entre la protéine TSPO bactérienne de P. Fluorescens Pf0-1 et son orthologue Eucaryote.