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| SprG1/SprF1, un système toxine-antitoxine de staphylococcus aureus : caractérisation, analyse du targetome de l’antitoxine SprF1 et lien avec la tolérance aux antibiotiques (SprG1/SprF1, a Staphylococcus aureus toxin-antitoxin system: characterization, deciphering of the SprF1 antitoxin targetome and link to antibiotic tolerance) Ostyn, Emeline - (2024-06-19) / Université de Rennes - SprG1/SprF1, un système toxine-antitoxine de staphylococcus aureus : caractérisation, analyse du targetome de l’antitoxine SprF1 et lien avec la tolérance aux antibiotiques
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Langue : Français, Anglais Directeur(s) de thèse: Pinel-Marie, Marie-Laure; Augagneur, Yoann Discipline : Microbiologie virologie parasitologie Laboratoire : ARN régulateurs bactériens et médecine (BRM) Ecole Doctorale : SVS Classification : Médecine et santé Mots-clés : Staphylococcus aureus, systèmes toxine-antitoxine, antitoxine SprF1, RpmE2, tolérance aux antibiotiques
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Résumé : Les bactéries au métabolisme ralenti (tolérantes et persistantes) sont capables de survivre aux antibiotiques ce qui contribue à l’échec des traitements et à la rechute des infections. Les systèmes toxine-antitoxine (TA) font partie des mécanismes participant à la formation des bactéries tolérantes/persistantes. Chez Staphylococcus aureus, un pathogène humain majeur, l’antitoxine ARN SprF1 appartenant au système TA de type I SprG1/SprF1, peut se fixer sur les ribosomes ce qui entraine une atténuation de la traduction et favorise la formation des bactéries persistantes. Afin de mieux comprendre le rôle de SprF1 dans l’adaptation de S. aureus aux antibiotiques, nous nous sommes intéressés à l’étude de la régulation du système SprG1/SprF1 et à l’identification du targetome de SprF1. Par des approches in silico et par la technique MAPS (MS2 Affinity Purification coupled with RNA Sequencing), nous avons mis en évidence 12 cibles ARNm de SprF1, dont l’ARNm sprG1. Nous avons ensuite démontré que SprF1 interagi, in vitro, avec les ARNm yidC et rpmE2, le premier codant une protéine insertase et le second la protéine ribosomale L31, et que cette interaction entraîne une modulation de l’expression des protéines YidC et RpmE2. Par la suite, nous avons observé que la surexpression de rpmE2 favorise la tolérance aux antibiotiques ce qui pourrait contribuer au phénotype de persistance induit par SprF1. Les résultats présentés dans ce travail de thèse montrent donc que certaines antitoxines de type I agissent comme des ARN régulateurs typiques qui, en interagissant avec plusieurs cibles, ont un rôle dans l’adaptation des bactéries à leur environnement. Abstract : Slow-growing bacteria, referred as tolerant and persistent, are able to survive antibiotics, which contributes to treatment failures and relapsing infections. Among others, type I toxin-antitoxin (TA) systems have been linked to slow-growing bacteria formation. In Staphylococcus aureus, a major human pathogen, the SprF1 RNA antitoxin belonging to the type I SprG1/SprF1 TA system, can bind ribosomes to inhibit global translation and promote persister cells formation. To better understand the role of SprF1 in S. aureus antibiotic adaptation, we studied the regulation of the SprG1/SprF1 system and deciphered the SprF1 targetome. Using in silico analyses and MAPS (MS2 Affinity Purification coupled with RNA Sequencing), we uncovered 12 SprF1 mRNA targets, including sprG1 mRNA. Then, we demonstrated that SprF1 interacts, in vitro, with the yidC and rpmE2 mRNAs, the former encoding a protein insertase and the latter the ribosomal protein L31, and that this interaction can modulate YidC and RpmE2 protein expression. Subsequently, we observed that rpmE2 overexpression promotes antibiotic tolerance, which could contribute to the persistence phenotype induced by SprF1. Altogether, these findings highlight that some type I RNA antitoxins behave like typical regulatory RNAs, by interacting with several targets to participate in bacteria adaptation to their environment. | |||