A la suite de plusieurs stages effectués dans le milieu de la recherche, j'ai décidé de poursuivre dans cette voie, la meilleure formation dans ce domaine étant le doctorat.
            Travailler sur des organismes pathogènes et comprendre l’interaction avec leur hôte m’a intéressé pour l’aspect fondamental mais aussi pour l’enjeu de société que ce sujet représente. Une autre raison de mon choix a été les techniques de pointe utilisées au cours du doctorat, car elles constituent une part importante des compétences développées et valorisables par la suite (voir CV).

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Titre de la thèse
Rôle de la protéine associée au nucléoïde Fis dans le contrôle de la virulence
chez la bactérie phytopathogène Erwinia chrysanthemi.

présentée devant L’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
pour obtenir le grade de Docteur Spécialité : Microbiologie
Soutenue publiquement le jeudi 20 décembre 2007 devant la Commission d’examen
Jury
Mr Carlos BLANCO, Professeur à l’Université de Rennes I, Rapporteur
Mr Claude GUTIERREZ, Professeur à l’Université Toulouse III, Rapporteur
Mr Hafid ABAIBOU, Responsable Senior R&D, Biomérieux, Examinateur
Mr Philippe LEJEUNE, Professeur à l’INSA de Lyon, Examinateur
Mme Marie-Andrée MANDRAND-BERTHELOT, Directeur de Recherche CNRS, Examinateur
Mr William NASSER, Directeur de Recherche CNRS, Directeur de thèse

Contexte général: Les bactéries pathogènes sont responsables de différentes maladies animales (tuberculose, listériose,…) mais également de maladies touchant les végétaux dont les cultures agricoles (feu bactérien sur les pommiers,…). Certains des mécanismes nécessaires au pouvoir pathogène sont communs à ces agents infectieux. Comprendre le fonctionnement des bactéries pathogènes pour assurer une lutte efficace est un enjeu important pour le développement d’une société, tant sur le plan de la santé que sur le plan du développement agricole. Mon travail de thèse s’inscrit dans cette optique.

Résumé: Erwinia chrysanthemi est une entérobactérie phytopathogène responsable de la pourriture molle et qui engendre des pertes économiques importantes sur différentes plantes. Une colonisation efficace de l’hôte requiert l’action séquentielle de plusieurs facteurs de virulence. Certains de ces facteurs sont essentiellement requis dans les étapes précoces du processus infectieux tels que la harpine HrpN, le système de détoxication Sap ou les flagelles assurant la mobilité bactérienne. D’autres agissent par contre dans les étapes tardives du processus tels que les enzymes dégradatives. Parmi ces enzymes, les pectate lyases (Pels) jouent un rôle déterminant dans le pouvoir pathogène, en raison de leur capacité à reproduire le symptôme de pourriture molle. La synthèse des facteurs de virulence est finement régulée pour conduire une infection efficace.
L’essentiel des travaux de cette thèse a consisté à caractériser le rôle de la protéine associée au nucléoïde Fis dans le contrôle de la virulence chez E. chrysanthemi.
Un mutant fis présente une synthèse diminuée des facteurs de virulence impliqués dans les étapes précoces de l’infection (flagelles, harpine et système de détoxication). De plus, l’induction de l’activité pectate lyase est retardée et augmente durant la phase stationnaire de croissance dans le mutant fis. Le contrôle exercé par Fis sur l’expression des gènes codant ces facteurs se fait par un mécanisme direct. In planta, le mutant fis présente une virulence atténuée qui serait le résultat de la modification du profil de synthèse des facteurs de virulence.
Le mécanisme moléculaire de la régulation exercée par Fis a été étudié plus en détail sur les gènes pel dont l’expression est modulée par un grand nombre de régulateurs (8 sont déjà caractérisés). Une étude intégrative réalisée en adoptant une double approche in vivo et in vitro a montré que Fis réprime directement l’expression des gènes pel au niveau de l’initiation de la transcription. Dans certaines conditions, Fis agit de concert avec KdgR, un autre répresseur essentiel, pour verrouiller l’expression des gènes pel.

L’ensemble de ces données met en évidence un rôle pivot de Fis dans la coordination de l’expression des principaux gènes de virulence d’E. chrysanthemi au cours du processus infectieux.

Mots-clés : Bactérie phytopathogène / Fis / gènes de virulence / régulation de la transcription / Erwinia chrysanthemi.
 

Summary: Role of the nucleoid associated protein Fis in the control of the virulence of the phytopathogenic bacteria Erwinia chrysanthemi.

      Erwinia chrysanthemi is a soft-rotting Gram-negative bacterium that attacks a wide range of plant species, including many crops of economical importance. Efficient host colonisation requires a sequential action of various virulence factors. Some of these factors are needed in the early steps of the infectious process: the harpin HrpN, the detoxification system Sap or the flagellum, responsible for bacterial motility. Others factors, such as degradative enzymes, act in advanced steps of the infection. Among these enzymes, the pectate lyases (Pels) play a key role in the pathogenicity since, purified, they can reproduce the soft-rot symptoms. Production of these virulence factors is tightly regulated to allow the correct development of the infectious process.
The main aim of the investigations of this thesis was to evaluate the role of the nucleoid associated protein Fis in the control of the virulence in the phytopathogenic bacteria Erwinia chrysanthemi.
A fis mutant shows a reduced synthesis of the virulence factors involved in the early steps of infection (flagellum, harpin and detoxification system). Moreover, induction of Pel activity is delayed and increased during the stationary growth phase in the fis mutant. Fis regulates the expression of the genes encoding these various factors by a direct mechanism. In planta, the fis mutant has a decreased virulence, which probably results from the modification of appropriate virulence factors synthesis.
The molecular mechanism of the Fis action has been studied in more detail on the pel genes, which are regulated by at least eight other regulators. By using in vivo and in vitro integrative studies it appeared that Fis directly represses the pel gene expression at the transcription initiation step. In addition, Fis acts in concert with KdgR, the main repressor responding to the presence of pectin compounds, to shut down the pel gene transcription.

Together, these data indicate that Fis plays a pivotal role in the coordination of the expression of the main virulence genes of E. chrysanthemi during pathogenesis.

Key words : phytopathogenic bacteria / Fis / virulence genes / transcription regulation / Erwinia chrysanthemi