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30 septembre 2019: 2 événements

  • Département Microbiologie

    Lundi 30 septembre 14:00-17:00 - Anna Maikova - Equipe ARNs régulateurs chez les Clostridies, I2BC

    The CRISPR-Cas system of human pathogen Clostridium difficile : function and regulation

    Résumé : Clostridium difficile (the novel name – Clostridioides difficile) is a Gram-positive, strictly anaerobic spore forming bacterium, found in soil and aquatic environments as well as in mammalian intestinal tracts. C. difficile is one of the major pathogenic clostridia and a key public health issue associated with antibiotic therapy in industrialized countries. Since the last decade the number of severe infection forms has been rising due to emergence of the hypervirulent and epidemic strains as ribotype 027 R20291 strain. Many aspects of C. difficile pathogenesis remain poorly understood. During the infection cycle C. difficile survives in bacteriophage-rich gut communities possibly by relying on some special systems that control the genetic exchanges favored within these complex environments. During the last decade, CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas (CRISPR-associated) systems of adaptive prokaryotic immunity against exogenic genetic elements has become the center of interest among various anti-invader bacterial defense systems.
    Previous studies revealed the presence of abundant and diverse CRISPR RNAs in C. difficile. C. difficile has an original CRISPR-Cas system, which is characterized by the presence of an unusually large set of CRISPR arrays (12 arrays in the laboratory 630 strain and 9 in the hypervirulent R20291 strain), of two or three sets of cas genes conserved in the majority of sequenced C. difficile genomes and the prophage location of several CRISPR arrays. However, the role CRISPR-Cas plays in the physiology and infectious cycle of this important pathogen remains obscure.
    In the present PhD thesis, the experimental evidence for CRISPR system functionality in C. difficile is provided. Through plasmid conjugation experiments we demonstrate the defensive functions of CRISPR-Cas system in both reference and epidemic C. difficile strains and its adaptive function in reference strain. Additionally, the general functional protospacer-adjacent motif (PAM) consensus was determined using PAM libraries experiments. The role of multiple cas operons in C. difficile CRISPR functionality was also demonstrated.
    New aspects of the regulation of C. difficile CRISPR-Cas system expression and function were explored. This work demonstrates the link between C. difficile CRISPR-Cas system and a new type I toxin-antitoxin system, as well as a possible co-regulation under biofilm and stress conditions of CRISPR-Cas system and these toxin-antitoxin modules. Furthermore, a possible role of c-di-GMP in regulation of C. difficile CRISPR-Cas system was defined.
    Additionally, the utilization of endogenous C. difficile CRISPR-Cas system as a novel tool for genome editing in C. difficile was described.
    Altogether, the obtained data highlight the original features of active C. difficile CRISPR-Cas system and demonstrate its biotechnological potential.

    Lieu : Auditorium I2BC - Bâtiment 21, Campus de Gif-sur-Yvette

    En savoir plus : Département Microbiologie
  • Département Microbiologie

    Lundi 30 septembre 14:00-17:00 - Céline Aubry - Equipe Microbiologie Moléculaire des Actinomycètes, I2BC

    Vers la biosynthèse combinatoire d’antibiotiques pyrrolamides chez Streptomyces.

    Résumé : Depuis plus de 80 ans, le métabolisme spécialisé nous fournit de nombreuses molécules utilisées en médecine, en particulier comme anti-infectieux. Aujourd’hui, avec l’augmentation mondiale de la résistance aux antimicrobiens, de nouveaux antibiotiques sont indispensables. Une des réponses à cette pénurie grave pourrait provenir de la biologie synthétique. Dans le domaine du métabolisme spécialisé, la biologie synthétique est utilisée en particulier pour la biosynthèse de métabolites non naturels. Parmi les métabolites spécialisés, les peptides non ribosomiques constituent une cible attrayante, car ils nous ont déjà fourni des molécules à haute valeur clinique (ex. les antibiotiques vancomycine et daptomycine). De plus, la plupart sont synthétisés par des enzymes multimodulaires appelées synthétases de peptides non ribosomiques (NRPS), et sont diversifiés davantage par des enzymes de décoration. Ainsi, ces voies de biosynthèse se prêtent particulièrement à la biosynthèse combinatoire, consistant à combiner des gènes de biosynthèse provenant de divers groupes de gènes ou, dans le cas des NRPS, à combiner des modules ou domaines pour créer de nouvelles enzymes. Cependant, si plusieurs études ont établi la faisabilité de telles approches, de nombreux obstacles subsistent avant que les approches combinatoires de biosynthèse soient totalement efficaces pour la synthèse de nouveaux métabolites.
    Les travaux présentés ici s’inscrivent dans le cadre d’un projet visant à comprendre les facteurs limitant les approches de biosynthèse combinatoire basées sur les NRPS, en utilisant une approche de biologie synthétique. Nous avons choisi de travailler avec les NRPS responsables de la biosynthèse des pyrrolamides. En effet, ces NRPS sont constitués uniquement de modules et de domaines autonomes, et donc particulièrement adaptés aux manipulations génétiques et biochimiques. La caractérisation du groupe de gènes de biosynthèse du pyrrolamide anthelvencine constitue la première partie de cette thèse et nous a fourni de nouveaux gènes pour notre étude. La deuxième partie a consisté à construire de vecteurs intégratifs modulaires, outils essentiels pour la construction et l’assemblage de cassettes génétiques. La dernière partie présente la reconstruction du groupe de gènes du pyrrolamide congocidine, basée sur la construction et l’assemblage de cassettes de gènes synthétiques. Dans l’ensemble, ces travaux ouvrent la voie à de futures expériences de biosynthèse combinatoire, expériences qui devraient contribuer à une meilleure compréhension du fonctionnement précis des NRPS.

    Lieu : Salle Kalogeropoulos - Bâtiment 400, Campus d’Orsay

    En savoir plus : Département Microbiologie