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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
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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
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IntroductionEléments intégratifs conjugatifs ou ICE
attL attR
attL
attR
attB
attI
attB
attI
attL attLattR attR
Donatrice Réceptrice
Pavlovic et coll., Microbiology, 2004
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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
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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
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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
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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 ?
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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
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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
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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
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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
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DiscussionConclusions
2603V/R
COH1
18RS21
DONATRICE
515
Nem316
A909
RECEPTRICE
Nem316
COH1
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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
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● 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
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