Etude de la mobilité des éléments intégratifs conjugatifs (ICE) intégrés dans
un gène codant un ARNt Lysine chez Streptococcus agalactiae
Encadrée par : Sophie PAYOT-LACROIX Gérard GUEDON
LABORATOIRE DE GENETIQUE ET MICROBIOLOGIEUMR1128 INRA, Nancy-Université - IFR 110
Présenté par Aurore PUYMEGE
Transfert horizontalIntroduction
● Rôle clé dans l’évolution des génomes bactériens et dans l’adaptation aux changements environnementaux
● Transfert intercellulaire de l’ADN par :
- transduction- transformation- conjugaison
● Transfert inter ou intra cellulaire de l’ADN par les éléments génétiques mobiles
IntroductionEléments intégratifs conjugatifs ou ICE
attL attR
attL
attR
attB
attI
attB
attI
attL attLattR attR
Donatrice Réceptrice
Pavlovic et coll., Microbiology, 2004
Introduction
Bactérie appartenant au phylum des Firmicutes
Streptocoque de groupe B (GBS)
Aérobie-anaérobie facultatif
Streptococcus agalactiae
Environ 30% de la population est porteur asymptomatique
Bactérie pathogène chez : - les nouveaux-nés - les personnes âgées
- les personnes immunodéprimées
- les bovins mammites
méningitespneumoniessepticémies
Introduction
● Etude sur les 8 génomes totalement ou partiellement séquencées
● Mise en évidence in silico de :- 12 ICE putatifs
- 19 éléments en dérivant ● 15 sites d’intégration
ICE et éléments en dérivant chez Streptococcus agalactiae
Grande diversité de ces éléments chez S. agalactiae
Brochet et coll., J. Bacteriol., 2008
IntroductionLes éléments intégrés à l’extrémité 3’ de l’ARNtLys
● Grande diversité des éléments intégrés dans ce locus● Présence de nombreux gènes pouvant être impliqués dans la réponse aux stress et la virulence de S. agalactiae
ObjectifsObjectifs
Etude de la fonctionnalité des 4 ICE putatifs intégrés à l’ARNtLys chez S. agalactiae
- Est-ce que les quatre éléments sont capables de s’exciser ?
- Est-ce que les éléments sont capables de se transférer ?
RésultatsTest d’excision des ICE
ICE
attL attR ARNt Lys
Excision
attI+
attB ARNt Lys
400 pb
547 pb
100
pb la
dder
5152603 V/R
CO
H1
1 2 3 18R
S21
1,5 kb
1 kb
500 pb
200 pb300 pb
700 pb
100 pb
597 pb492 pb404 pb
Seul l’élément présent chez la souche 515 s’excise
Résultats
100
pb la
dder
515
2603 V/R
CO
H1
1 2 3 18R
S21
1,5 kb
1 kb
500 pb
200 pb300 pb
700 pb
100 pb
597 pb492 pb404 pb
ICE
attL attRattI ARNt Lys
attL
+
ARNt LysattR’
attI’’
2
492 pb
214 pb
Excision
attI’’’
+3
404 pb
attRattL’
ARNt Lys
547 pb
Excision
attB ARNt Lys
attI’
attI
+
1
597 pb
315 pb
Excision
● Deux formes circulaires d’ICE_2603_tRNALys
sont détectables
Test d’excision des ICE
Test de transfert conjugatifRésultats
● Souche donatrice : ● Souche réceptrice :
COH1 RifR StrR
A909 RifR StrR
Nem316 RifR StrR
● ICE_515_tRNALys se transfère à une fréquence maximale de 4x10-7 (+/-0,9 x10-8) transconjugants / cellule donatrice dans les conditions testées
attL attR
ARNt Lys
attI
attB
ARNt Lys
515 EryR
attI
Ces témoins excluent l’hypothèse d’un mécanisme de transformation
RésultatsTest de transfert conjugatif
● Blocage du contact entre cellules donatrices et réceptrices
Donatrice et réceptrice Réceptrice
Donatrice
Transconjugants Pas de transconjugant
Aucun transconjugant n’est observé
● Ajout de DNase I dans le milieu
Les fréquences de transfert sont identiques avec et sans DNase I
Fréquence de transfert
DiscussionConclusions
2603V/R
COH1
18RS21
DONATRICE
515
Nem316
A909
RECEPTRICE
Nem316
COH1
Discussion
● Pas d’excision d’ICE_COH1_tRNALys et ICE_18RS21_tRNALys (et donc de transfert) :
- fréquence d’excision trop faible pour être détectée ou perte de la forme circulaire
- régulation différente
Discussion
● Pas de transfert d’ICE_2603_tRNALys :- fréquence de conjugaison trop faible pour être détectée- interruption d’un gène du module de conjugaison (orfD)
● Fréquence de conjugaison différente selon la souche réceptrice utilisée
● Vérification de la spécificité d’intégration d’ ICE_515_tRNALys
● Caractérisation de la machinerie de conjugaison utilisée par ces éléments génétiques mobiles
Etude de la relaxase
- rôle de la relaxase dans la régulation des gènes de l’élément
- caractérisation du site reconnu par la relaxase, de sa spécificité et de ses partenaire(s) protéique(s) (relaxosome)
DiscussionPerspectives