Etude de la mobilité des éléments intégratifs conjugatifs (ICE) intégrés dans un gène codant un ARNt Lysine chez Streptococcus agalactiae Présenté par Aurore PUYMEGE LABORATOIRE DE GENETIQUE ET MICROBIOLOGIE UMR1128 INRA, Nancy-Université - IFR 110 Encadrée par : Sophie PAYOT-LACROIX Gérard GUEDON

Introduction Transfert horizontal ● 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

Eléments intégratifs conjugatifs ou ICE Introduction Eléments intégratifs conjugatifs ou ICE attL attR Réceptrice Donatrice attB attI attI attL attR attB attL attR Pavlovic et coll., Microbiology, 2004

Streptococcus agalactiae Introduction Streptococcus agalactiae Bactérie appartenant au phylum des Firmicutes Streptocoque de groupe B (GBS) Aérobie-anaérobie facultatif Environ 30% de la population est porteur asymptomatique Bactérie pathogène chez : - les nouveaux-nés - les personnes âgées - les personnes immunodéprimées - les bovins mammites méningites pneumonies septicémies

ICE et éléments en dérivant chez Streptococcus agalactiae Introduction ICE et éléments en dérivant chez Streptococcus agalactiae ● 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  Grande diversité de ces éléments chez S. agalactiae Brochet et coll., J. Bacteriol., 2008

Les éléments intégrés à l’extrémité 3’ de l’ARNtLys Introduction ● 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

Objectifs Objectifs 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 ?

Test d’excision des ICE Résultats Test d’excision des ICE 100 pb ladder 515 2603 V/R COH1 1 2 3 18RS21 1,5 kb 1 kb 500 pb 200 pb 300 pb 700 pb 100 pb 597 pb 492 pb 404 pb ICE attL attR ARNt Lys Excision attI + attB ARNt Lys 400 pb 547 pb Seul l’élément présent chez la souche 515 s’excise

Test d’excision des ICE Résultats Test d’excision des ICE attL attR attI ARNt Lys 100 pb ladder 515 2603 V/R COH1 1 2 3 18RS21 1,5 kb 1 kb 500 pb 200 pb 300 pb 700 pb 100 pb 597 pb 492 pb 404 pb ICE attB ARNt Lys attI’ attI + 1 597 pb 315 pb Excision attL + ARNt Lys attR’ attI’’ 2 492 pb 214 pb Excision attI’’’ + 3 404 pb attR attL’ ARNt Lys 547 pb Excision ● Deux formes circulaires d’ICE_2603_tRNALys sont détectables

Test de transfert conjugatif Résultats Test de transfert conjugatif ● Souche donatrice : ● Souche réceptrice : Nem316 RifR StrR 515 EryR COH1 RifR StrR A909 RifR StrR attI attI attL attR ARNt Lys attB ARNt Lys ● ICE_515_tRNALys se transfère à une fréquence maximale de 4x10-7 (+/-0,9 x10-8) transconjugants / cellule donatrice dans les conditions testées

Test de transfert conjugatif Résultats Test de transfert conjugatif ● Blocage du contact entre cellules donatrices et réceptrices Donatrice et réceptrice Réceptrice  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  Ces témoins excluent l’hypothèse d’un mécanisme de transformation

Conclusions DONATRICE RECEPTRICE Discussion 515 Nem316 A909 COH1 2603V/R Nem316 COH1 18RS21

Discussion 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 ● 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

Discussion Perspectives ● 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)