Régulation redox chez la bactérie symbiotique Sinorhizobium meliloti : Caractérisation du régulateur transcriptionnel SydR et analyse du protéome S-glutathionylé.

Présidente du jury :            

• Dr. Florence WISNIEWSKI-DYE – PR, LEM, Lyon.

 Rapporteurs :    

• Dr. Benoît ALUNNI – DR, IJPB, Versailles.
• Dr. Erwan GUEGUEN – MCU, MAP, Lyon.

Examinateurs/trices :

• Dr. Delphine CAPELA – DR, LIPME, Toulouse.
• Dr. Jean-Luc GATTI – DR, ISA, Sophia Antipolis.

Directrices de Thèse :

• Dr. Geneviève ALLOING – CR, ISA, Sophia Antipolis.
• Dr. Karine MANDON – MCU, ISA, Sophia Antipolis.

Résumé :

Les interactions plantes-bactéries jouent un rôle majeur dans le développement et la santé des plantes. La mise en place et le maintien de ces interactions reposent sur la capacité des bactéries à s’adapter à leurs hôtes et aux variations de leur environnement. Les bactéries de la famille des Rhizobiaceae développent une interaction symbiotique avec des plantes de la famille des légumineuses, favorisant l’enrichissement des sols en azote. Cette symbiose est initiée dans la rhizosphère par un dialogue moléculaire, suivi par l’infection des racines et la formation de nodosités, où les bactéries se différencient en bactéroïdes fixateurs d’azote. Au cours des différentes étapes de la symbiose entre Sinorhizobium meliloti et Medicago truncatula, différentes espèces actives de l'oxygène (ROS) sont produites par la plante, et la défense antioxydante bactérienne est un déterminant essentiel au succès de l’interaction. Les ROS peuvent également jouer le rôle de signal et induire des modifications post-traductionnelles réversibles au niveau des cystéines redox-actives des protéines, contribuant à réguler leur activité. Ainsi, les ROS produites aux différentes étapes de l’interaction permettraient d’activer des voies de signalisation régulant la symbiose. Cependant, les mécanismes de régulation redox chez S. meliloti et leur importance dans l'interaction symbiotique restent largement méconnus.

Au cours de l’évolution, les bactéries ont développé des protéines senseurs des ROS, tels que des régulateurs transcriptionnels (TRs) redox-sensibles. Les TRs de la famille MarR sont impliqués dans la régulation de fonctions variées, notamment chez les bactéries associées aux plantes. Chez S. meliloti, nous avons identifié le régulateur SydR, dont l’oxydation inhibe l’activité de fixation à l’ADN via la formation d’un pont disulfure intermoléculaire. L’étude d’un mutant ΔsydR a montré que SydR est crucial pour l’infection et le développement des nodosités lors de la symbiose avec M. truncatula. Une analyse transcriptomique a révélé que SydR contrôle un régulon de gènes codant diverses hydrolases, oxydoréductases et protéines de réponse au stress. De plus, la surexpression de certains de ces gènes est spécifiquement responsable du phénotype symbiotique du mutant ΔsydR.

Nous avons également cherché à identifier les protéines de S. meliloti susceptibles d’être S-glutathionylées. En effet, la formation d’un pont disulfure mixte entre une cystéine et le glutathion (GSH) fait partie des modifications post-traductionnelles redox-dépendantes pouvant réguler l’activité des protéines. Le GSH a été décrit comme étant particulièrement important au cours de la symbiose S. meliloti – M. truncatula, suggérant que des voies de signalisation redox-dépendantes importantes pour l’interaction impliquent des protéines S-glutathionylées. Afin d’identifier ces protéines chez S. meliloti, nous avons développé une approche de protéomique redox. La mise au point d’un protocole expérimental nous a permis d’obtenir le premier protéome S-glutathionylé de S. meliloti, ouvrant la voie à des analyses fonctionnelles qui permettront de caractériser le rôle de cette modification en symbiose. En conclusion, l’ensemble des travaux menés sur SydR et le protéome S-glutathionylé de S. meliloti nous ont permis de mettre en évidence l’importance de la régulation redox chez la bactérie symbiotique, validant l’hypothèse d’un lien étroit entre la production de ROS détectée au cours de la symbiose et la régulation de voies de signalisation déterminantes pour l’interaction symbiotique.

Mots Clefs :

Sinorhizobium meliloti, Signalisation redox, Régulation transcriptionnelle, Protéomique, S-glutathionylation.

Le séminaire pourra également être suivi en présentiel ou en VISIOCONFERENCE :

https://univ-cotedazur.zoom.us/j/86832169283?pwd=K3LzIitDYn0Mtzpd36r7hqql6ODeSL.1
ID de réunion : 868 3216 9283
Code secret : 188307