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Accueil > Départements > Biologie des Génomes > Philippe BOULOC : Signalisation et Réseaux de Régulations Bactériens

Philippe BOULOC : Présentation de l’équipe

Les bactéries s’adaptent à leur environnement et à leurs hôtes par des régulations rapides et finement contrôlées impliquant de complexes réseaux. Nous étudions les régulations transcriptionnelles et post-transcriptionnelle de bactéries pathogènes permettant leurs ajustements aux conditions de croissance.

L’adaptation des bactéries aux changements des conditions environnementales est dépendante de l’expression de gènes spécifiques et chaque situation nécessite un programme cellulaire ad hoc inscrit dans un ou plusieurs réseaux de régulation. Notre objectif est de comprendre comment de tels réseaux sont orchestrés, en mettant l’accent sur les régulations transcriptionnelles et post-transcriptionnelles. Les facteurs sigmas, les régulateurs transcriptionnels, les protéines affectant la stabilité des ARN ainsi que les ARN régulateurs (ARNrég) sont des partenaires essentiels des réponses adaptatives qui ont été étudiées dans notre laboratoire au cours des dernières années. Notre travail récent se concentre sur les ARNrég. Chez les bactéries, la plupart ont entre 80 à 500 nucléotides et ne codent pas de protéines. L’analyse des transcriptomes montre que les bactéries ont environ d’une à quelques centaines d’ARNrég différents. La plupart d’entre eux agissent en s’associant avec des ARN messagers. Les appariements de bases ARNrég/ARN cibles sont souvent imparfaits et chez certaines espèces requièrent une chaperonne à ARN comme la protéine Hfq. Les ARNrég agissent souvent en modulant la traduction ou la stabilité des ARN ciblés. Les ARNrég affectent l’expression de la plupart des processus biologiques, du métabolisme à la virulence.

Les ARNrég de Staphylococcus aureus (contact Philippe Bouloc).

Régulation des ARNm par RsaE

La bactérie Gram-positive S. aureus est une cause majeure d’infections. Sa pathogénie repose sur une adaptation rapide à son hôte et sur la production de facteurs de virulence. L’expression de ces facteurs dépend de nombreux régulateurs protéiques, mais aussi d’ARN régulateurs. Grâce à des approches bioinformatiques développées par l’équipe de D. Gautheret (I2BC) et expérimentales (ARN-Seq), nous avons identifié plus d’une centaine d’ARNrég chez S. aureus. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement à RsaE, un ARN conservé dans l’ordre de Bacillales. Nous avons montré que RsaE régule négativement la quantité de transcrits de nombreux gènes. Remarquablement, beaucoup de ces gènes appartiennent à deux voies essentielles : a) le métabolisme donneur de carbone via le folate, et b) le cycle de Krebs. Une analyse informatique a révélé des possibilités d’appariement entre RsaE et les messagers des gènes modulés suggérant une régulation directe de RsaE sur ses cibles. Comme RsaE s’accumule en phase pré-stationnaire, nous proposons que cet ARNrég régule négativement le métabolisme central et du folate lorsque le milieu de culture devient carencé.

Fonction de la protéine Hfq chez les bactéries Gram-positives (contact Philippe Bouloc).
Chez de nombreuses bactéries dont Escherichia coli et Salmonella enterica, la protéine de liaison à l’ARN Hfq est nécessaire pour l’adaptation à diverses conditions de croissance en raison de son association avec les ARNrég. Cependant, nous n’avons pas détecté pas de phénotype associé à l’absence de Hfq chez S. aureus. Avec Lionello Bossi et Nara Figueroa-Bossi (I2BC), nous avons montré que le gène hfq de S. aureus ne peut pas remplacer celui de Salmonella. Avec T. Rochat, E. Dervyn et O. Delumeau (INRA, Jouy-en-Josas), nous étudions le rôle de Hfq chez la bactérie modèle Gram-positive Bacillus subtilis. Hfq ne joue pas un rôle central dans la régulation post-transcriptionnelle mais contribue à une meilleure survie en phase stationnaire.

Génomique fonctionnelle des Vibrios pathogènes d’invertébrés d’intérêt aquacole et rôle de leurs ARNrég dans la virulence (contact Annick Jacq).
Les Vibrionaceae constituent une famille de bactéries à Gram négatif trouvée dans les milieux aquatiques. Ils peuvent coloniser un large éventail de niches soit librement sous forme planctonique, dans des biofilms, en particulier sur les coquilles chitineuses de copépodes ou associés à divers hôtes. Si plusieurs espèces de Vibrios comme V. cholerae sont des pathogènes humains, la majorité des Vibrios sont des commensaux ou pathogènes de poissons et crustacés. Les Vibrios sont sans doute les principales bactéries impliquées dans les infections d’animaux marins entraînant des conséquences environnementales et économiques majeures.
En raison a) de leur plasticité génomique conduisant à une grande variété de styles de vie et de niches, et b) du nombre élevé d’espèces séquencées, le genre Vibrio est un modèle idéal pour étudier comment le remodelage des réseaux de régulation sous-tend l’évolution de l’adaptation à de nouveaux hôtes et / ou environnements. Notre équipe est particulièrement intéressée par le rôle des ARNrég de Vibrios pathogènes des huîtres et poissons. Nous avons réalisé des études transcriptomiques par RNA-Seq de plusieurs espèces de Vibrio. Elles ont permis l’identification d’ARNrég conservés et le développement d’études comparatives de leur rôle dans le quorum-sensing, la spécificité d’hôte et la virulence. Ces ARNrég conservés choisis sont ainsi utilisés pour disséquer les réseaux de régulation dans lesquels ils sont impliqués afin de mieux comprendre leur évolution.

Mots-clés

Adaptation – transcription – régulation post-transcriptionnelle - ARN régulateur – réseau de régulation– Staphylococcus aureus – Vibrios – Escherichia coli

Contact


BOULOC Philippe [Directeur de Recherche - CNRS]
Equipe Bouloc P. - Signalisation et Réseaux de Régulations Bactériens [Responsable]
01 69 15 70 16 Orsay - Bât 400


JACQ Annick [Directeur de Recherche - CNRS]
Equipe Bouloc P. - Signalisation et Réseaux de Régulations Bactériens
01 69 15 57 17 Orsay - Bât 400

publié le , mis à jour le