Soutenance de thèse de PAILLAT Maelle
Titre de thèse
Le Système de Sécrétion de Type IX : Des Mécanismes Moléculaires aux Rôles Ecologiques
The Type IX Secretion System:
From Molecular Mechanisms to Ecological Roles
Résumé de la thèse
Le système de sécrétion de type IX est un complexe multiprotéique unique aux Bacteroidota. Il sécrète dans le milieu extracellulaire ou à la surface divers substrats, comme des CAZymes, des adhésines et des facteurs de virulence. Chez Flavobacterium johnsoniae, il est essentiel à la motilité par gliding.
Les substrats sont sécrétés en deux étapes: la machinerie Sec assure l'export à travers la membrane interne, puis le T9SS les sécrète à travers la membrane externe via la reconnaissance d'un domaine C-terminal conservé (CTD). Le T9SS reconnaît deux variants du CTD. Les CTDs de type A nécessitent une protéine navette commune pour leur sortie du translocon. Tandis que les CTD de type B utilisent des navettes spécialisées.
J'ai d'abord étudié le mécanisme moléculaire de reconnaissance du CTD et son rôle dans l'adressage des substrats. J'ai montré que le CTD contient les informations pour la sécrétion et la localisation post-sécrétion. Mon travail suggère que des navettes spécialisées dirigent les CTD de type B vers leur destination et fonction finales.
J'ai ensuite exploré le rôle du T9SS, du gliding et du T6SS dans les comportements antagonistes de F. johnsoniae. Le T6SS injecte des effecteurs toxiques dans les cellules cibles. Chez F. johnsoniae, le T6SS et le T9SS, avec la motilité par gliding, contribuent à l'élimination de bactéries compétitrices. Notre étude révèle aussi que F. johnsoniae et Escherichia coli consomment les proies lysées, élargissant ainsi le répertoire des prédateurs bactériens facultatifs. Les Flavobactéries jouent probablement un rôle clé dans les communautés microbiennes des sols et des milieux marins, où elles sont abondantes.
Thesis resume
The Type IX secretion system is a multiprotein complex unique to Bacteroidota. It secretes into the extracellular medium or at the surface diverse substrates, such as CAZymes, adhesins and virulence factors. In bacteria like Flavobacterium johnsoniae, the T9SS also supports gliding motility.
Substrates are secreted in a two-step process. The Sec machinery supports substrate translocation across the inner membrane. Then, substrates are translocated across the outer membrane by the T9SS via the recognition of a conserved C-terminal domain (CTD). The T9SS recognizes two variants of the CTD secretion signal. Type A CTDs all rely on a common shuttle protein at the exit of the translocon. Type B CTDs require specialized shuttles.
First, I aimed to better understand the molecular recognition mechanism of the CTD. I focused on its role in substrates targeting. I demonstrated that the CTD harbors information for both secretion and targeting after translocation. My work suggests that cognate shuttles guide Type B CTDs to their final localization and function.
Second, I studied the role of the T9SS, gliding motility and the T6SS in antagonistic behaviors of F. johnsoniae. The T6SS injects toxic effectors directly into target cells, supporting interbacterial competition. In F. johnsoniae, we found that the T6SS and the T9SS both contribute to bacterial killing, while motility is necessary for effectiveness. Our study also reveals that F. johnsoniae and Escherichia coli feed on lysed prey bacteria, hence broadening the repertoire of facultative bacterial predators. Flavobacterium species are likely key players in shaping soil and marine microbial communities, where they are abundant.