The type VI secretion system : characterization and secretion mechanism of Tle1, an antibacterial phospholipase effector

Dans l’environnement les bactéries ne vivent pas seules. Elles coopèrent, mais se mènent également une guerre pour la survie. Le système de sécrétion de type VI (T6SS) est l’un des acteurs principaux dans cette guerre antimicrobienne. Il permet la sécrétion, directement dans les cellules compétitrices, d’effecteurs antibactériens. Le T6SS est une structure macromoléculaire comprenant un complexe membranaire (MC) ancré à la membrane qui recrute et assemble une structure tubulaire contractile. Le tube interne est enfermé dans un fourreau contractile. Au sommet de cette structure se trouve la pointe perforatrice du système formée par un trimère de la protéine VgrG. Au contact d’une bactérie cible, le fourreau se contracte, entrainant la propulsion du tube interne, de la pointe perforatrice et des toxines dans la cellule cible. L’objectif de ma thèse était d’identifier les toxines sécrétées par le T6SS d’Escherichia coli entéro-agrégatif (EAEC) et de comprendre leur mécanisme de sécrétion. Nous avons caractérisé Tle1, un effecteur de type phospholipase A1, responsable de l’activité antibactérienne du T6SS-1 d’EAEC. Les cellules productrices se protègent de l’activité toxique de cet effecteur en produisant une protéine d’immunité, Tli1, qui est une lipoprotéine de membrane externe. Nous avons ensuite montré que Tle1 interagit directement avec l’extension C-terminale de la protéine VgrG. Cette interaction permet de sécréter Tle1 directement dans les bactéries cibles. Enfin, nous avons purifié et caractérisé ce complexe, déterminé les régions nécessaires à cette interaction et résolu la structure du complexe à basse résolution par microscopie électronique.Bacteria do not live alone in their environment; they cooperate but also compete for niches and resources. The Type VI secretion system (T6SS) is one of the key players in the bacterial warfare by delivering anti-bacterial effectors directly into competitor cells. The T6SS is a macromolecular structure: A membrane complex (MC) anchored in the envelope recruits an assembly platform for a contractile tail structure. The tail is a tube wrapped by a sheath and topped by a needle spike called VgrG. The tail assembles in an elongated conformation. Upon contact with a target cell, the contraction of the sheath propels the inner tube, the spike and the toxins toward target cells. The goal of my PhD work was to identify T6SS toxins and to understand how they are selected by the EAEC T6SS. We have characterized Tle1, an antibacterial effector with phospholipase A1 (PLA1) activity, responsible for the antibacterial activity of EAEC T6SS. Self-protection of the producing cell is assured by an outer membrane lipoprotein, Tli1. We further showed that Tle1 interacts directly with the C-terminal extension domain of VgrG to allow subsequent delivery into target bacteria. We succeeded to purify the complex and obtain a 3D model at low resolution of the complex by electron microscopy after negative staining. The toxin interacts with the tip of the needle spike to be transported from the producing cell to the target cell