Soutenance de thèse de Benjamin BERNI

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Microbiologie
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Effecteur,Toxine Lipolytique,Sécrétion,Pathogènicité,Pseudomonas aeruginosa,
Keywords
Effector,Lipolytic Toxin,Secretion,Pathogenicity,Pseudomonas aeruginosa,
Titre de thèse
Un effecteur trans-règne du système de sécrétion de type 6 est requis pour la sécrétion d’une nouvelle toxine antibactérienne chez Pseudomonas aeruginosa
A T6SS trans-kingdom effector is required for the delivery of a novel antibacterial toxin in Pseudomonas aeruginosa
Date
Vendredi 20 Septembre 2019 à 14:00
Adresse
31 Chemin Joseph Aiguier, 13009, Marseille
Pierre Desnuelle
Jury
Directeur de these Mme Sophie BLEVES université Aix-Marseille, CNRS
Rapporteur Mme Anne BLANC POTARD Université Montpellier, CNRS
Rapporteur Mme Sarah BIGOT Univesité Lyon 1, CNRS
Examinateur M. Baddredine DOUZI Université de Lorraine, INRA

Résumé de la thèse

Pseudomonas aeruginosa a développé de nombreuses stratégies dans le but de désarmer l’hôte eucaryote et prendre ainsi l'avantage sur ce dernier. Pour ce faire, ce pathogène opportuniste possède de nombreux systèmes de sécrétion. Parmi ceux-ci, il possède une machinerie lui permettant de cibler à la fois les communautés microbiennes concurrentes et l’hôte eucaryote : le système de sécrétion de type VI (T6SS). Le T6SS est un complexe dynamique, homologue à la queue contractile du bactériophage T4. Il fonctionne à la manière d’une arbalète en injectant une flèche chargée d’effecteurs dans la cellule cible. P. aeruginosa possède un répertoire d’effecteurs variés lui permettant de s’adapter à son environnement, de survivre au sein de nombreux écosystèmes bactériens et de survivre au sein de l’hôte eucaryote. Nous avons découvert un nouvel effecteur antibactérien du T6SS de P. aeruginosa, Tle3, et sa protéine d’immunité associée, Tli3. Tli3 permet de contrecarrer la toxicité périplasmique dépendante de Tle3 dans le but de se prémunir des attaques fratricides. La caractérisation du mécanisme de sécrétion de Tle3 nous a permis de mettre en évidence l’existence d’une protéine adaptatrice, Tla3. Tla3 permet l’adressage et l’interaction de Tle3 à VgrG2b, le composant de la pointe perforatrice conduisant ainsi à la sécrétion de l’effecteur par la machinerie H2-T6SS. Tla3 est différente des autres protéines adaptatrices caractérisées à ce jour dans la littérature, définissant de ce fait une nouvelle famille d’adaptateur. De manière intéressante, ces travaux nous ont conduit à découvrir que VgrG2b, précédemment caractérisée comme un effecteur anti-eucaryote, possède aussi une activité anti-procaryote. En effet, cette dernière est toxique envers Escherichia coli. VgrG2b est donc un nouvel effecteur trans-règne permettant de cibler les communautés microbiennes et l’hôte eucaryote. De manière surprenante, Tli3 peut également contrecarrer la toxicité de VgrG2b. VgrG2b représente donc une cible intéressante dans la lutte contre P. aeruginosa dans le contexte environnemental et dans le contexte infectieux.

Thesis resume

Pseudomonas aeruginosa has evolved multiple strategies to disarm and take advantage of its host. For this purpose this opportunist pathogen has particularly developed protein secretion in the surrounding medium or injection into host cells. Among this, the Type VI Secretion System (T6SS) is utilized to deliver effectors into eukaryotic host as well as target bacteria. It assembles into a contractile bacteriophage tail-like structure that functions like a crossbow, injecting an arrow loaded with effectors into the target cell. The repertoire of T6SS antibacterial effectors of P. aeruginosa is remarkably broad to promote environmental adaptation and survival in various bacterial communities, and presumably in the eukaryotic host too. Here we report the discovery a novel pair of antibacterial effector and immunity of P. aeruginosa, Tle3 and Tli3. Tli3 neutralizes the toxicity of Tle3 in the periplasm to protect from fratricide intoxication. The characterization of the secretion mechanism of Tle3 indicates that it requires a cytoplasmic adaptor, Tla3, to be targeted and loaded onto the VgrG2b spike and thus delivered by the H2-T6SS machinery. Tla3 is different from the other adaptors discovered so far, and defines a novel family among T6SS. Interestingly this led us to discover that VgrG2b that we previously characterized as an anti-eukaryotic effector possesses an antibacterial activity as well, as it is toxic towards Escherichia coli. Excitingly Tli3 can counteract VgrG2b toxicity. VgrG2b is thus a novel trans-kingdom effector targeting both bacteria and eukaryotes. VgrG2b represents an interesting target for fighting against P. aeruginosa in the environment and in the context of host infection.