Les acteurs du 'quorum sensing' chez la bactérie phytopathogène à Gram négatif Erwinia chrysanthemi

E. chrysanthemi est une bactérie phytopathogène à Gram négatif. La synthèse des pectinases, ses principaux facteurs de virulence, est fortement induite en fin de phase exponentielle de croissance. Cette induction semble impliquer un système de régulation de type quorum sensing' (QS). Chez les bactéries à Gram négatif, le système de QS le plus répandu est celui répondant aux acyl-homosérine lactones (acyl-HSLs). Ce contrôle fait intervenir chez E. chrysanthemi un couple de protéines ExpI-ExpR homologues au couple LuxI/LuxR de la bactérie Vibrio fischeri, première bactérie chez laquelle le phénomène de QS a été découvert. Afin de comprendre le processus d'activation des régulateurs de type LuxR par les acyl-HSLs, nous avons engagé une étude structurale et fonctionnelle du régulateur ExpR. Cette étude a permis de montrer que : i) ExpR réprime directement l'expression de son propre gène ; ii) cette répression se fait par une inhibition de l'initiation de la transcription par l'ARN polymérase et est modulée par la présence du signal de QS, la 3-oxo-C6-HSL ; iii) la 3-oxo-C6-HSL provoque la dimérisation du domaine N-terminal de ExpR (ExpR-N). Des expériences de mutagénèse dirigée ont permis d'identifier des acides aminés du domaine N-terminal de ExpR impliqués dans la cascade de réarrangements structuraux induite par la fixation de la 3-oxo-C6-HSL jusqu'au domaine C-terminal de fixation à l'ADN. Une étude structurale de ExpR-N en complexe avec la 3-oxo-C6-HSL par cristallographie aux rayons X a été réalisée. Des cristaux diffractant à 3Å ont été obtenus. Cependant, nos tentatives pour résoudre le problème des phases n'ont pas abouti et la structure 3D de ExpR-N n'a pu être déterminée. Afin d'interférer dans le processus de QS, des analogues structuraux des acyl-HSLs ont été synthétisés. Les N-sulfonylhomosérine lactones et les urées dérivées de l'homosérine lactone se sont révélées être des inhibiteurs compétitifs du QS. Une deuxième partie de mon travail de thèse a consisté à caractériser les autres systèmes de QS présents chez E. chrysanthemi. L'analyse du génome de la souche d'E. chrysanthemi 3937 a révélé l'existence d'un deuxième régulateur de type LuxR, appelé CanR et la présence du gène luxS potentiellement responsable de la synthèse d'AI-2, un autre signal de QS retrouvé chez les bactéries. Les mutants canR et luxS ont donc été construits et caractérisés. Ainsi, E. chrysanthemi 3937 produit bien le signal AI-2 et celui-ci n'est pas détecté dans un mutant luxS. Bien qu'un retard dans l'apparition des symptômes a pu être observé dans un mutant luxS, la virulence ne semble pas significativement affectée par rapport à la souche sauvage, suggérant que le système de QS dépendant de AI-2 chez E. chrysanthemi ne régule pas de facteurs de virulence majeurs. Un mutant canR n'est pas affecté pour la synthèse de pectinases mais sa virulence est fortement réduite. L'analyse de fusions transcriptionnelles de plusieurs protéines extracellulaires d'E. chrysanthemi dans les mutants expI, expR, canR et dans le double mutant canR-expR a permis de montrer que la synthèse de la protéase PrtC, est diminuée à la fois dans un mutant expI et dans un mutant canRLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF