Soutenance de thèse de Mickaël CANESTRARI

Au cours de l'évolution, les bactéries ont acquis un arsenal de protéines et de machineries aux fonctions très variées leur permettant de survivre et d'accéder aux ressources de leur environnement. Le système de sécrétion de type 3 (T3SS) est l'une de ces machineries complexes permettant d'injecter des effecteurs directement dans une cellule eucaryote cible. textit{Salmonella}~Typhimurium est un pathogène intracellulaire facultatif qui provoque des gastro-entérites chez l'homme. S. Typhimurium possède un premier T3SS codé par un îlot de pathogénicité appelé SPI-1, lequel est dédié à l'invasion des cellules non phagocytaires de l'intestin chez l'homme. Elle possède aussi un second T3SS codé par un deuxième îlot appelé SPI-2, qui lui est nécessaire à la survie et la prolifération de S. Typhimurium une fois celle-ci dans les cellules de l'hôte. Il a été montré dans une étude au laboratoire publiée en 2013 qu'un des gènes porté par le SPI-1, iacP, était une acyl carrier protein. Les acyl carrier proteins sont des protéines dont la fonction est de transporter un métabolite en cours de synthèse en le protégeant de l'environnement. Le membre le plus étudié de cette famille est ACP, le cofacteur essentiel de la voie de biosynthèse des acides gras (FAS). Son rôle est de transporter l'acide gras en cours de synthèse aux différentes enzymes du FAS. La présence d'une protéine de cette famille au sein d'un système de virulence soulève des questions auxquelles nous avons tenté de répondre. Lors d'une première étude (Viala et al., 2017) nous nous sommes intéressés au rôle de IacP et nous avons mis en évidence une interaction entre l'acyl carrier protein IacP et le translocateur majeur du T3SS SPI-1, SipB. Nous avons montré que cette interaction était nécessaire à l'acylation post-traductionnelle de SipB. Cette acylation permet d'augmenter l'affinité de SipB pour les membranes ainsi que sa capacité à former des pores dans celles-ci. Lors d'une deuxième étude (Canestrari et al., 2019) nous nous sommes intéressés à l'interaction entre IacP et SipB afin d'en comprendre les caractéristiques. Nous avons pu identifier par RMN l'ensemble des résidus de IacP perturbé par la présence de SipB, et proposer pour certains leur rôle dans cette interaction. Par ailleurs, nous avons pu mettre en évidence que l'interaction entre une acyl carrier protein et un translocateur majeur de T3SS semble conservée chez les espèces possédants une acyl carrier protein associée à un T3SS. Ces travaux nous ont permis d'établir un modèle de l'interaction entre IacP et SipB ainsi que son rôle dans l'invasion de S. Typhimurium chez l'homme.

During the course of evolution, bacteria gradually acquired an arsenal of proteins and machineries with widely diversified functions allowing them to survive and access the resources of the environment. The Type 3 secretion system (T3SS) is one of those complex machineries that can inject effectors directly into a target eukaryotic cell. Salmonella Typhimurium is an optional intracellular pathogen that causes gastroenteritis in humans. S. Typhimurium has a first T3SS encoded by a pathogenicity island called SPI-1, which is dedicated to the invasion of non-phagocytic cells in human guts. It also has a second T3SS encoded by a second island called SPI-2, which is necessary for survival and proliferation once in the host cells. It was shown in a laboratory study published in 2013 that one of the genes carried by SPI-1, iacP, encodes an acyl carrier protein. Acyl carrier proteins are proteins that transports a metabolite during synthesis by protecting it from the environment. The most studied member of this family is ACP, the essential cofactor of the fatty acid biosynthesis pathway (FAS). Its role is to transport the fatty acid during synthesis to the different enzymes of FAS. The presence of a member of this family within a virulence system raises questions that we tried to adress. In a first study (Viala et al., 2017) we studied the role of IacP and we discovered an interaction between the acyl carrier protein IacP and the major translocator of the SPI-1 T3SS, SipB. We have shown that this interaction is necessary for post-translational acylation of SipB. This acylation increases the SipB affinity for the membranes as well as its pores forming activity. In a second study (Canestrari et al., 2019) we focused on the interaction between IacP and SipB in order to understand its characteristics. Using a NMR approach we identified all the residues of IacP affected by the presence of SipB, and the role of some of this residues has been determined in this interaction. Moreover, we have shown that the interaction between an acyl carrier protein and a major translocator of T3SS seems to be conserved among the species with an acyl carrier protein associated with a T3SS. With this work we propose an interaction model between IacP and SipB as well as its role in the invasion process of S. Typhimurium in humans.