Contrôle de l'homéostasie du fer au cours du cycle infectieux d'Erwinia chrysantemi 3937

Erwinia chrysanthemi 3937 est une bactérie phytopathogène responsable de maladies de type pourriture molle sur une large gamme de plantes. Durant l infection, les bactéries se disséminent de manière extracellulaire, au niveau de l apoplasme des tissus aériens du végétal où elles doivent s adapter à des conditions de stress oxydant et une faible disponibilité en fer. Comme cet élément est essentiel et paradoxalement génère des radicaux hydroxyles hautement toxiques via la réaction de Fenton, une régulation fine des quantités intracellulaires en fer est primordiale pour la bactérie. L homéostasie du fer implique une classe de protéines dénommées ferritines qui séquestrent le fer sous forme non réactive et biodisponible notamment lorsque le métal devient limitant dans l environnement. Le génome d E. chrysanthemi 3937 comporte une centaine de gènes dédiés au métabolisme du fer dont 4 sont supposés être impliqués dans le stockage intracellulaire du fer : le gène ftnA codant une ferritine de type eucaryote, le gène bfr codant une bacterioferritine contenant des groupements hème et les gènes dps1 et dps2 codant deux protéines Dps (DNA-binding proteins from starved cells). L inactivation de ces gènes a montré que la ferritine FtnA contribue principalement au stockage intracellulaire du fer. Le rôle des ferritines ne se limite pas à servir de réserves de fer intracellulaire : ainsi la protéine FtnA participe à la résistance au stress oxydant et la protéine Dps1 pourrait jouer un rôle dans la détoxication du peroxyde d hydrogène. Conformément à leur rôle dans le stockage intracellulaire du fer, les gènes ftnA, bfr et dps1 sont exprimés en réponse à la biodisponibilité en fer par la protéine Fur (Ferric uptake repressor), mais de manière temporellement différentielle au cours de la croissance bactérienne et selon des mécanismes distincts. Seule l induction du gène ftnA par le fer et Fur est dépendante de l ARN anti-sens RyhB. Par ailleurs, les gènes bfr et dps1 sont induits en phase stationnaire de croissance par le facteur S. Les travaux réalisés au cours cette thèse ont permis de caractériser les intervenants de l homéostasie du fer chez E. chrysanthemi 3937, d acquérir une vue globale du trafic intracellulaire du fer et d en apprécier leur contribution respective dans la pathogénie.The pathogenic enterobacterium Erwinia chrysanthemi 3937 is able to cause soft-rot disease on a large set of plants. In the host, bacteria disseminate extracellularly and encounter an oxidative environment with low iron availability. Under these conditions, a tight control of the intracellular iron pool is important since excess of iron can exacerbate oxidative stress by generating the highly toxic radical OH through the Fenton s reaction. Iron homeostasis involves ferritins which sequester iron under a non reactive state. These iron stores can be used to enhance bacterial growth when external iron supplies are restricted. The genome of E. chrysanthemi 3937 presents a hundred of genes involved in iron metabolism including four loci that could be devoted to iron storage : the ftnA gene encoding an eukaryotic type haem-free ferritin, the bfr gene coding for a haem-containing bacterioferritin and, the dps1 and dps2 genes encoding two Dps proteins (DNA-binding proteins from starved cells). Our work is aimed at elucidating the role of these proteins in iron homeostasis and pathogenicity of E. chrysanthemi 3937. According to their differential role in iron storage, the ftnA, bfr and dps1 genes appeared to be controlled differently by iron and Fur (ferric uptake regulator). Only the iron and Fur-induction of ftnA gene is dependent of the small antisens RyhB RNA. Moreover, the dps1 and bfr genes are regulated by additional effectors including the S transcription factor. Disruption of the ftnA, bfr and dps1 genes showed that FtnA is the main cellular component involved in iron storage. However, these ferritins are not only involved in iron storage : FtnA contributes to oxidative stress resistance and Dps1 could be implicated in hydrogen peroxide detoxication through its ferroxidase center. The implication of these proteins to bacterial virulence is also discussed.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF