Soutenance de thèse de Yoann SANTIN

La plupart des écosystèmes sont caractérisé par une forte et complexe diversité, mais aussi une stabilité au cours du temps. Dans l'intestin par exemple, le microbiote est composé de plusieurs centaines d'espèces bactériennes qui co-existent dans complexe mais fragile équilibre. Intuitivement, beaucoup de personnes pensent que la coopération est bien meilleure comparée à la compétition, spécifiquement dans les communautés. Cependant, de récentes études montrent que la compétition augmente la stabilité dans les communautés complexes, en évitant la formation de réseaux forts et la dépendance entre certaines individus. Dans le cas des communautés bactériennes, une compétition efficace est par conséquent un processus crucial pour le maintien de la stabilité au sein d'une niche spécifique. Dans ce but, les bactéries ont développé une variété de structures spécialisées impliquées dans la mobilité, l'adhérence, la sécrétion de protéines ou d'ADN, ou encore la tuerie bactériennes. Ces structures sont composées de dizaines de protéines qui s'assemblent pour former des super-complexes, soit accrochés dans l'enveloppe bactérienne tels que le flagelle ou les appareils de sécrétion, ou relâchés dans l'environnement comme les systèmes d'injection extra-cellulaires (SIEs). Parmi eux, le système de sécrétion de type VI (SST6) représente une des plus puissante machinerie pour tuer efficacement des compétiteurs. Ce système est composé d'un complexe membranaire accroché dans l'enveloppe bactérienne qui retient une longe structure ressemblant aux virus contractiles, traversant toute la cellule. Vu comme une nano-arbalète, la contraction de ce SST6, déclenchée par un signal inconnu, permet la livraison de molécules toxiques directement dans la cellule cible. Pour être totalement fonctionnels, la plupart de ces structures sont sujettes à un mécanisme de contrôle de leur taille.Par exemple, une protéine agissant comme une règle moléculaire détermine la longueur du crochet du flagelle bactérien. Aussi, la taille du système de sécrétion de type II (SST2) est déterminée par le nombre de sous-unités disponibles dans la cellule. De manière intéressante, le SST6 est évolutivement, structurellement et fonctionnellement relié au SIEs. Alors que la longueurs de ces structures est strictement définie par une règle moléculaire, on pourrait imaginer que la taille du SST6 serait contrôlée de la même manière. Cependant, aucun gène codant pour une règle moléculaire n'a été retrouvée dans les regroupements de gènes du SST6. Ceci suggère (i) que la taille du SST6 n'est pas régulée ou (ii), qu'il y a un autre mécanisme encore inconnu et non relié aux règles moléculaires. Ainsi, j'ai tenté, durant la thèse, de décrypter le mécanisme de contrôle de la taille du SST6.

Most of the ecosystems are characterized by a high and complex diversity and, an overall stability over the time. In the gut for example, the microbiota is composed of hundreds of bacterial species that coexist in a fragile and complex equilibrium. Intuitively, a lot of people think that cooperation is better than competition, especially in community. However, recent studies show that competition increases stability in complex communities, by preventing strong cooperative networks and dependency between individuals. In the case of bacterial communities, efficient competition is therefore a critical process for maintaining stability within a specific niche. For this purpose, bacteria have developed a variety of specialized macromolecular structures involved in motility, cell adhesion, protein/DNA secretion or bacterial killing. These structures are composed of tens of proteins that assemble to form super-complexes, either anchored into the bacterial envelope, such as the flagellum or secretion systems, or released in the environment, such as the extracellular contractile injection systems (eCISs). Among them, the type VI secretion system (T6SS) represents one of the most powerful machinery to efficiently kill competitors. This system is composed of a membrane complex anchored into the bacterial envelope that docks a long contractile bacteriophage-related tail structure spanning the cell. Depicted as a nanocrossbow-like module, the contraction of the T6SS tail structure, triggered by an unknown signal, allows effector delivery directly into the target cell. To be fully functional most of the bacterial macromolecular structures are subject to a size-control mechanism. For example, a dedicated tape measure protein (TMP) determines the length of the flagellar hook by acting as a molecular ruler. By contrast, the length of the pseudo-pilus structure of the type II secretion system is determined by the number of pseudo-pilins subunits available in the cell. Interestingly, the T6SS contractile tail is evolutionary, structurally and functionally related to the eCISs. While the length of eCISs is strictly controlled by a TMP, one might hypothesize that the T6SS is controlled in the similar way. However, no TMP encoded-gene has been identified within T6SS clusters, suggesting (i), the T6SS length is not controlled or (ii), the presence of another size-control mechanism unrelated to TMP control. Hence, I attempted, during my Ph.D, to decipher the length-control mechanism of the T6SS.