Soutenance de thèse de Ignacio LUNAR SILVA

Les bactéries ont acquis ou fait évoluer un vaste arsenal de protéines et de machines qui leur permettent de survivre et d'accéder aux ressources de leur environnement. Le système de sécrétion de type IX spécifique aux Bacteroidetes (T9SS) est l'un de ces mécanismes complexes qui permet la sécrétion d'un large éventail d'effecteurs, tels que les toxines protéiques, les adhésines filamenteuses, les enzymes ou les sous-unités de la S-layer. Ces effecteurs sont sécrétés dans un processus en deux étapes, en utilisant la voie sécrétoire générale (Sec) pour traverser la membrane interne avant d'être recrutés dans la machinerie de sécrétion de type IX. Cette deuxième étape est médiée par un signal de reconnaissance spécifique situé dans l'extrémité C-terminale (CTD) des substrats T9SS. Une fois cette deuxième étape terminée, le CTD est éliminé protéolytiquement et les substrats sont soit libérés dans le milieu, soit fixés à la surface cellulaire. Parmi les espèces T9SS+, j'ai été intéressé lors de ma thèse par Porphyromonas gingivalis, un membre pathogène du microbiome oral humain. P. gingivalis est impliqué dans le développement de la gingivite et d'autres maladies humaines telles que la polyarthrite rhumatoïde et les troubles neurodégénératifs, Alzheimer et cardiovasculaires en sécrétant ses effecteurs T9SS-dépendants. Le P. gingivalis T9SS se compose d'au moins 18 composants couvrant les deux membranes. L'organisation globale et l'architecture de cette machine, y compris son réseau d'interaction avec ses substrats, sont mal comprises. Au cours de mes premières années de doctorat. J'ai essayé de clarifier la fonction de certaines protéines non caractérisées de P. gingivalis T9SS, en concentrant mes efforts sur la protéine de membrane externe PorW. J'ai défini sa localisation, son réseau d'interactions avec les composants et substrats T9SS et la contribution des différents domaines PorW dans ces interactions. Au cours de ma dernière année de doctorat, j'ai concentré mon travail sur le signal de sécrétion effecteur (CTD) et j'ai déterminé la contribution des motifs conservés des CTD dans l'interaction avec les composants T9SS. Ces résultats nous ont permis d'établir un premier modèle du chemin suivi par les substrats CTD à travers le T9SS. L'objectif à long terme de ces études est de fournir une meilleure image de la structure et du mécanisme d'action du T9SS pour développer de nouvelles stratégies anti-virulence contre la gingivite et d'autres maladies causées par les membres des Bacteroidetes.

Bacteria have acquired or evolved a broad arsenal of proteins and machineries that allow them to survive and to access resources in their environment. The Bacteroidetes-specific Type IX secretion system (T9SS) is one of those complex machineries that enables secretion of a wide range of effectors, such as protein toxins, filamentous adhesins, enzymes or S-layer subunits. These effectors are secreted in a two-step process, using the general secretory (Sec) pathway to cross the inner membrane before being recruited to the Type IX secretion machinery. This second step is mediated by a specific recognition signal located in the C-terminus (CTD) of T9SS substrates. After completion of this second step, the CTD is proteolytically removed and substrates are either released in the medium or attached to the cell surface. Among T9SS+ species, I have been interested during my thesis by Porphyromonas gingivalis, a pathogenic member of the human oral microbiome. P. gingivalis is involved in the development of gingivitis and other human diseases such as rheumatoid arthritis, and neurodegenerative, Alzheimer and cardiovascular disorders by secreting its T9SS-dependent effectors. The P. gingivalis T9SS consists of at least 18 components spanning both membranes. The overall organisation and architecture of this machinery, including its interaction network with its substrates is poorly understood. During my first years of Ph.D. I tried to shed some light at some uncharacterized proteins of the P. gingivalis T9SS, focusing my efforts on the outer membrane protein PorW. I defined its localization, its interaction network with T9SS components and substrates and the contribution of the different PorW domains in these interactions. In my last year of Ph.D, I focused my work on the effector secretion signal (CTD) and I determined the contribution of conserved motifs of the CTDs in the interaction with T9SS components. These results allowed us to establish a first model of the path followed by the CTD substrates through the T9SS. The long-term goal of these studies is to provide a better picture of the T9SS structure and mechanism of action to develop novel anti-virulence strategies against gingivitis and other diseases caused by Bacteroidetes members.