Functional and structural study of a small regulatory RNA expressed by Staphylococcus aureus : involvement in antibiotic resistance

Staphylococcus aureus est une bactérie pathogène de l'homme impliquée dans de nombreuses infections nosocomiales et communautaires. Comme elle acquiert régulièrement de nouvelles résistances à diverses classes d'antibiotiques, il devient urgent de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques. Certains ARN régulateurs (ARNrég) sont importants dans le contrôle de la virulence et de la pathogénie de la bactérie. Au cours de ma thèse, nous avons étudié la fonction d'un ARNrég, appelé SprX (alias RsaOR), exprimé par Staphylococcus aureus. Dans un premier temps, nous avons montré que, dans les souches N315 et HG001, l'expression de SprX varie au cours de la croissance et lors de différentes conditions expérimentales. Dans un second temps, nous avons identifié, par une analyse comparative du protéome, plusieurs protéines dont l'expression est dépendante de SprX et découvert le mécanisme de régulation de l'une de ces protéines par SprX. En effet, SprX interagit avec l'ARNm yabJ-spoVG au niveau des signaux d'initiation de la traduction de SpoVG par un mécanisme antisens qui conduit à la répression de sa traduction. Une boucle accessible de SprX, qui contient un motif riche en C, est impliquée dans la régulation de l'expression de SpoVG et est nécessaire à la modulation de la résistance aux antibiotiques de S. aureus. Nous avons également étudié l'effet des modifications dans la séquence des différentes copies de SprX sur la régulation de l'expression de SpoVG. Ainsi, parmi les deux copies de SprX dans la souche HG001, SprX2 possède une meilleure affinité pour l'ARNm yabJ-spoVG que la copie SprX1. L'ensemble de ces résultats suggèrent que les ARNrég peuvent altérer la résistance des bactéries aux antibiotiques et il est a prévoir que d'autres exemples seront découverts prochainement.Staphylococcus aureus is a serious human pathogen responsible for both hospital and community-acquired infections. As it becomes alarmingly and increasingly resistant to antibiotics, studies on the mechanisms involved in its virulence is a promising path to develop new treatments. Some, small regulatory RNAs (sRNAs) are important actors in bacterial virulence and pathogenicity. During my thesis, we investigated the functions and the mechanisms of action of a sRNA, named SprX (also known as RsaOR), expressed by the Staphylococcus aureus. First, we demonstrated that, in strains N315 and HG001, SprX expression varies through the growth and among numerous environmental conditions. By a comparative proteomic study, we identified several proteins whose expressions are ‘SprX-dependent’ and elucidated the mechanism of SprX action on one of those proteins. Indeed, SprX interacts specifically with the SpoVG translational initiation site of the yabJ-spoVG mRNA by an antisense mechanism inhibiting its expression. An accessible loop within SprX structure contains a C-rich domain involved in SpoVG regulation and is required and sufficient to modulate bacterial antibiotic resistance. We also studied whether the nucleotides changes between SprX sequence copies could influence SpoVG regulation triggered by SprX. Therefore, among the two copies of SprX in strain HG001, SprX2 has a higher affinity for yabJ-spoVG mRNA than SprX1. Altogether, our results showed that a regulatory RNA can alter bacterial resistance to antibiotics, and additional examples will probably be detected in the near future for more sRNAs and antibiotics