"Caractérisation du régulateur de réponse orphelin DegU de Listeria monocytogenes impliqué dans la virulence, la motilité et la formation de biofilms"
Les bactéries sont continuellement soumises à des variations importantes des conditions environnementales. La réponse à ces changements nécessite un traitement intracellulaire de l’information et sa transmission, ce processus est désigné « transmission du signal ». Parmi les systèmes de transmission des signaux, les plus répandus sont les systèmes à deux composants. Ces systèmes de régulation comprennent une histidine kinase qui détecte et transmet un signal par transfert d’un groupement phosphate à un régulateur de réponse. Ce dernier est alors activé et génère une réponse adéquate. Listeria monocytogens est un bacille à Gram-positif responsable de la listériose, une infection alimentaire caractérisée par des avortements, des infections périnatales et des méningites. Une analyse génomique fait apparaître des gènes codant pour 17 systèmes à deux composants chez L. monocytogenes. Parmi ces systèmes, le régulateur DegU, largement étudié chez B. subtilis où il est associé à la kinase DegS, est orphelin chez L. monocytogenes car le gène de la kinase DegS est absent du génome. Chez B. subtilis, le système DegS/ DegU joue un rôle central en contrôlant la régulation de l’expression des gènes de compétence, la production d’enzymes dégradatifs, la motilité et le chimiotactisme. La présence de DegU chez Listeria soulevait la question de sa fonction dans cette bactérie. Au cours de ce travail, nous avons montré que le gène degU, organisé en opéron avec yviA, est exprimé et que cette expression est régulée au cours du temps. Nous avons construit un mutant ∆degU et étudié l’expression de degU dans la souche sauvage et dans le mutant. À l’inverse de la situation chez B. subtilis, le régulateur DegU réprime sa propre synthèse. Nous avons également montré que ce régulateur est impliqué dans la motilité, le chimiotactisme et la formation de biofilms chez L. monocytogenes. De plus, nous avons constaté que la virulence du mutant ∆degU est significativement atténuée dans un modèle murin. Nos travaux ont montré que le régulateur DegU de L. monocytogenes peut être phosphorylé in vitro par la kinase DegS de B. subtilis. Le régulateur DegU chez B. subtilis possède deux conformations actives, phosphorylée et non-phosphorylée contrôlant chacune des fonctions distinctes. Afin de déterminer le rôle de la phosphorylation de DegU nous avons utilisé deux stratégies. Nous avons introduit le gène codant pour la kinase DegS de Bacillus subtilis chez Listeria. Par ailleurs, nous avons inactivé le site de phosphorylation putatif de DegU chez Listeria monocytogenes. Nos résultats suggèrent que la phosphorylation joue un rôle dans le contrôle de la motilité et le chimiotactisme mais que la forme non-phosphorylée de DegU est active. L’analyse du génome de L. monocytogenes EGDe indique l’absence de kinase orpheline qui pourrait être un partenaire pour DegU. Il est envisageable mais peu probable que DegU soit régulé par une kinase non-partenaire suite a des interactions croisées avec un autre système à deux composants. Cependant, il a été montré que des composés de faible poids moléculaire comme l’acétyle-phosphate peuvent phosphoryler des régulateurs de réponse chez plusieurs bactéries. De façon intéressante, nous avons pu montrer, par HPLC-MS, que l’acétyle-phosphate peut phosphoryler DegU in vitro. Dans le but de déterminer le rôle de l’acétyle-phosphate in vivo nous avons construit un mutant dans lequel la synthèse de ce métabolite est bloquée. Nos résultats indiquent que la phosphorylation par l’acétyle-phosphate pourrait jouer un rôle important dans le contrôle de l’activité du régulateur DegU in vivo en absence de la kinase. Nous avons proposé un modèle de régulation par DegU fonctionnant comme un « rhéostat » où le niveau du régulateur phosphorylé dans la cellule modifie son activité. Ce type de fonctionnement rappelle celui du couple DegS/DegU chez certaines souches « non –domestiquées » de B. subtilis.