Functional and structural plasticity in Legionella pneumophila - Impact of histone-like proteins on the virulence and genotyping by insertion sequences
Plasticité fonctionnelle et structurale chez Legionella pneumophila - Impact des protéines de type histone sur la virulence et génotypage par les séquences d'insertion
Résumé
The genus Legionella includes bacteria that can cause a severe human pneumonia, called legionellosis, that is lethal in 10% of the cases. They are able to colonize all water systems. Their genomes reveal a high plasticity, at both functional and structural levels. The first part of this thesis analyses the impact of histone-like proteins on the regulation of virulence in L. pneumophila. These proteins are involved both in the structuration of the bacterial chromosome and in global regulation of gene expression. Mutants for the genes encoding the Dps and IHF proteins were constructed in L. pneumophila and analyzed for both their sensitivity to different stress conditions and virulence properties. Both IHF and Dps are involved in the regulation of virulence in Legionella. Moreover, Dps reduces sensitivity to oxidative stress and IHF may regulate the entry into the VBNC state (viable non-culturable), a particular physiological state in which bacterial cells are viable but can not grow anymore. The second part aims at using the genomic structural plasticity, especially the one induced by IS mobile genetic elements, as epidemiological tool. Currently, identification methods are unable to discriminate isolates from the same species. To prevent new infections, it is however crucial to quickly and accurately identify the contaminated settings, using clinical samples from patients as comparative elements. The development of an RFLP-IS method revealed an IS element, ISLpn11, as a highly resolutive tool with a discrimination rate of 80% in the strain L. pneumophila Paris, which is responsible for >10 % of the European outbreaks.
Le genre Legionella regroupe des bactéries pouvant causer chez l'homme une pneumonie fatale dans 10% des cas, la légionellose. Elles sont capables de coloniser tous les réseaux d'eau. Le génome de ces bactéries révèle une forte plasticité génomique, aux niveaux fonctionnel et structural. La première partie de cette thèse analyse l'impact des protéines de type histone sur la régulation de la virulence chez L. pneumophila. Ces protéines structurent le chromosome bactérien et influencent l'expression génique. Des mutants des gènes codant les protéines Dps et IHF ont été obtenus chez L. pneumophila et analysés pour leur sensibilité aux stress et leurs propriétés de virulence. Ces deux protéines sont impliquées dans la régulation de la virulence chez Legionella. De plus, Dps permet de diminuer la sensibilité au stress oxydatif et IHF régulerait l'entrée dans l'état VBNC (viable but non-culturable), un état physiologique dans lequel les bactéries sont viables mais ne sont plus cultivables. La seconde partie vise à utiliser la plasticité structurale, notamment celle induite par les éléments génétiques mobiles IS, comme outil épidémiologique. A l'heure actuelle, les méthodes d'identification ne permettent pas de discriminer les isolats de même espèce. Afin d'éviter de nouvelles contaminations, il est impératif d'identifier rapidement et avec précision l'installation contaminée, à partir des prélèvements de patients comme élément comparatif. L'utilisation d'une méthode RFLP-IS a permis de mettre en évidence une IS particulière, ISLpn11, possédant un taux de discrimination de 80% au sein de la souche L. pneumophila Paris, qui est responsable de plus de 10 % des épidémies en Europe.