Rôle fonctionnel d'une histone désacétylase codée par Legionella pneumophila

Legionella pneumophila is an intracellular bacterium that secretes over 300 proteins in the hostcell through a specialized type 4 secretion system. One of these secreted L. pneumophila effectors, RomA, was shown to directly modify the host chromatin by methylating lysine 14 of Histone H3 (H3K14), a usually acetylated residue. This led to the question how deacetylation of this mark might happen during infection. An in-depth bioinformatics search led to the identification of a protein predicted to code for a histone deacetylase (HDAC), named LphD. During my PhD, I showed that LphD is secreted into the host cell during infection and specifically targets the host cell nucleus, where it exhibits deacetylase activity with high efficiency for H3K14. Indeed, I showed that LphD deacetylates the H3K14 residue also during infection, and that the activity of LphD directly influences the levels of H3K14 methylation in infected cells, highlighting the synergy between LphD and RomA. I also could show that LphD and RomA target an endogenous chromatin binding complex, named HBO1, that contains the histone acetyltransferase KAT7, controlling the acetylation status of H3K14. RNAseq of cells infected with either wild type bacteria or the LphD and RomA knockout assessed the influence of these bacterial effectors on the host’s transcriptional landscape, in particular on genes related to immune response. The model I propose is that the two secreted effectors, LphD and RomA, work together to hijack the host’s epigenetic machinery in order to facilitate the subversion of the host immune response and promotes the intracellular replication of L. pneumophila.Legionella pneumophila est une bactérie intracellulaire qui sécrète plus de 300 protéines dans la cellule hôte. L'un de ces effecteurs, RomA, s'est avéré modifier directement la chromatine de l'hôte en méthylant la lysine 14 de l'Histone H3(H3K14), un résidu généralement acétylé. Afin de savoir comment la désacétylation de cette marque pourrait se produire pendant l'infection, une recherche bioinformatique approfondie du genome de L. pneumophila a conduit à l'identification d'une protéine qui devrait coder pour une histone désacétylase (HDAC), nommée LphD. Au cours de ma thèse j'ai montré que LphD est sécrétée dans la cellule hôte lors de l'infection et cible spécifiquement le noyau, où elle présente une activité désacétylase avec une efficacité élevée pour H3K14. En effet, j'ai montré que LphD désacétyle H3K14 pendant l'infection, et que son activité influence directement les niveaux de méthylation de H3K14 dans les cellules infectées, mettant en évidence une synergie entre LphD et RomA. J'ai également pu montrer que LphD et RomA ciblent un complexe de liaison à la chromatine endogène contrôlant l'état d'acétylation de H3K14 (HBO1/KAT7). Des RNAseq de cellules infectées soit par des bactéries de type sauvage, soit par le knockout LphD et RomA, ont mis en évidence l'influence de ces effecteurs bactériens sur le paysage transcriptionnel de l'hôte. Le modèle que je propose est que les deux effecteurs sécrétés, LphD et RomA, travaillent ensemble pour détourner la machinerie épigénétique de l'hôte afin de faciliter la subversion de la réponse immunitaire et favoriser la réplication intracellulaire de L. pneumophila