Le rôle des adhésines bactériennes dans la motilité de type « gliding » chez la bactérie Myxococcus xanthus

Jolivet, Nicolas Y (2023). Le rôle des adhésines bactériennes dans la motilité de type « gliding » chez la bactérie Myxococcus xanthus Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 194 p.

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Résumé

La motilité est une caractéristique essentielle au développement du vivant. Chez les procaryotes, les systèmes permettant à une cellule ou à un groupe de cellules de coloniser l’environnement sont nombreux. Certains de ces systèmes, regroupés en catégorie selon leurs mécanismes, ont été l’objet d’études depuis plusieurs décennies. C’est le cas de la motilité de type « gliding », et notamment de celui du modèle d’étude : Myxococcus xanthus. Cette bactérie Gram négative est un sujet d’étude en raison de son cycle de vie dit « social » de par sa capacité à mettre en avant des caractéristiques typiques d’une coordination des cellules telle que la prédation, la motilité dépendante des pili de type IV, ou encore la différenciation cellulaire en spores. D’autre part, la bactérie présente un mécanisme de gliding qui est proposé pour participer à la coordination des phénotypes « sociaux ». Ce gliding, réalisé par des cellules individuelles sur surface solide n’utilise pas d’organelle, mais la machinerie protéique transmembranaire Agl–Glt. Cette motilité implique le transport dirigé du complexe gliding transducer (Glt) du pôle avant vers le pôle arrière de la cellule. Ces complexes de motilité liés au substrat apparaissent fixés dans l’espace par rapport à la surface, formant un complexe d’adhésion focale bactérienne (bFA). L’ancrage du complexe au substrat implique une adhésine qui fixe la surface et relie la surface au reste de la machinerie. Les travaux présentés ici portent sur les protéines CglB et CglD, identifiées depuis 1977 comme nécessaires au gliding, mais non caractérisées. Le suivi des comportements de gliding des mutants, ainsi que l’étude de la formation des bFAs par plusieurs techniques de microscopie, m’a permis de mettre en évidence les fonctions de ces deux protéines et le lien que peuvent avoir ces dernières avec le reste de la machinerie Agl–Glt, notamment au niveau de la membrane externe. Les travaux de biochimies et de microscopie ont pu mettre en avant la relation entre les protéines et la machinerie Agl-Glt permettant l’identification d’un complexe protéique CglB–GltKBAH. De plus, la bio-informatique a permis de mettre en avant plusieurs domaines typiques des intégrines. Enfin l’étude de CglD a mis en évidence un caractère mécanosenseur de la protéine, caractéristique des intégrines eucaryotes. Cette thèse met en avant les points communs entre les intégrines eucaryotes et les protéines CglB et CglD dans la mise en place d’une adhésion focale et une motilité cellulaire efficace.

Motility is an essential characteristic for the development of living organisms. In prokaryotes, numerous systems allow a single cell or group of cells to colonize the environment. Some of these systems have been grouped into categories and their mechanisms have been studied for several decades. This is the case for “gliding”, and in particular gliding in the model organism Myxococcus xanthus. This Gram-negative bacterium is a subject of study because of its so-called "social" life cycle due to its ability to display characteristics typical of a significant degree of cell coordination such as predation, cell-dependent motility, type IV pili, or cell differentiation into spores. On the other hand, the bacterium exhibits a gliding mechanism which is proposed to participate in the coordination of “social” phenotypes. This gliding, carried out by individual cells on a solid surface, does not use an external appendage, but rather an Agl–Glt transmembrane protein machinery. This form of motility involves the directed transport of the gliding transducer complex (Glt) from the front pole to the rear pole of the cell. These substrate-bound motility complexes appear spatially fixed relative to the substratum, forming a focal adhesion (FA) complex. Prior to my work, the mechanism of Agl–Glt substratum-anchoring was unknown. The work presented here focuses on the proteins CglB and CglD, which have been identified as essential for gliding since 1977 but have not been characterized until now. The tracking of gliding behavior in mutants, along with the study of bFA formation using various microscopy techniques, allowed me to highlight the functions of these two proteins and the link they may have with the rest of the Agl–Glt machinery, particularly at the outer membrane level. Biochemical and microscopy work helped reveal the relationship between the proteins and the Agl-Glt machinery, leading to the identification of a protein complex called CglB–GltKBAH. Additionally, bioinformatics highlighted several typical integrin domains. Furthermore, the study of CglD revealed a mechanosensory characteristic of the protein, similar to eukaryotic integrins. This thesis emphasizes the commonalities between eukaryotic integrins and the proteins CglB and CglD in establishing focal adhesion and efficient cell motility.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Islam, Salim Timo
Mots-clés libres:	Myxococcus xanthus; gliding; adhésion focale bactérienne; intégrines; motilité; adhésines; bacterial focal adhesion; integrins; motility; adhesins
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	09 juill. 2024 15:35
Dernière modification:	09 juill. 2024 15:35
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15809

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