Caractérisation moléculaire de l’assemblage des pili chez les bactéries à Gram-négatif

Responsable du Stage :Olivera FRANCETIC

Tél : 0160413681   E-mail:  olivera.francetic@pasteur.fr

Institut Pasteur

Résumé du Projet de Stage 

L’enveloppe des bactéries à Gram-négatif est composée de deux membranes impermeables aux macromolécules. Cependant, en cours de l’évoultion les bactéries ont acquis de nombreux systèmes de transport permettant de franchir cette barrière et ainsi augmenter leur capacité d’adaptation et de survie. Notre laboratoire s’interesse aux systèmes impliqués dans l’assemblage des pili de type IV (T4P). Ces filaments très longs et fins sont exposés à la surface bactérienne et assemblés (ou désassemblés) à leur base, dans la membrane interne par un complexe d’environ 12 à 15 protéines. L’assemblage des T4P et leur dynamique permettent la motilité et adhésion des bactéries aux surfaces, ainsi que le transport des protéines ou d’ADN à travers l’enveloppe.

Notre équipe a reconstitué la machinerie d’assemblage des T4P provenant d’une souche pathogène d’Escherichia coli (EHEC) dans une souche E. coli K-12 commensale (1). Cette reconstitution nous a permi d’isoler les pili et de caractériser leur structure (2) par une approche integrative combinant RMN, cryo-microscopie électronique et modélisation. Les éxpériences d’RMN, de biochimie et de dynamique moléculaire ont récemment révélé le rôle inédit du calcium dans l’assemblage et dans la stabilisation des pili. Tels une colle moléculaire, les atomes de calcium sont inserés dans des interstices entre les sous-unités à la surface des pili et augmentent ainsi leur résistance thermique (3). Nous avons proposé que ces pili jouent un rôle dans la virulence et la compétence naturelle chez les entérobacteries. L’objectif du projet M2 est de tester ce modèle par des approches génétiques, biochimiques et structurales. Les sous unités des pili, pilines majeures et mineures, seront testés pour leur capacité de se lier à l’ADN. L’autre objectif serait d’indentifier les inhibiteurs spécifiques de la piliation. Nous visons à mettre au point des tests fonctionnels afin de cribler une banque des composés chimiques déjà pré-séléctionnés in silico. A terme, notre objectif serait à identifier des composés capables de se fixer aux pili et ainsi inhiber leur(s) fonction(s) en lien avec la virulence. L’ensemble de ces études devraient permettre de mieux comprendre la régulation et la fonction des T4P chez les entérobactéries.

Dernières Publications en lien avec le projet :

  • Luna Rico A, Zheng W, Petiot N, Egelman EH, Francetic O. Functional reconstitution of the type IVa pilus assembly system from enterohaemorrhagic Escherichia coli. Mol Microbiol. 2019 111 (3)732-749. Dec 18. doi: 10.1111/mmi.14188.
  • Bardiaux, B., de Amorim GC, Luna Rico A, Zheng W, Guilvout, I. Jollivet C, Nilges, M, Egelman EH, Izadi-Pruenye, N. and O. Francetic. Structure and assembly of the Enterohemorrhagic Escherichia coli Type IV pilus. Structure. 2019 27(7):1082-1093.
  • 3. Karami Y, López-Castilla A, Ori A, Thomassin JL, Bardiaux B, Malliavin T, Izadi-Pruneyre N, Francetic O, Nilges M. 2021 Computational and biochemical analysis of type IV pilus dynamics and stability. Sep 11: S0969-2126(21)00258-6. doi: 10.1016/j.str.2021.07.008.

Ce projet s’inscrit-il dans la perspective d’une thèse :

                                                oui  x

si oui type de financement prévu : Ecole doctorale ou sur projet

 Ecole Doctorale de rattachement : BioSPc

 

Intitulé de l’équipe : Francetic/Norel

Intitulé de l’Unité :Biochimie de Interactions Macromoléculaires

Nom du Responsable de l’Unité : Daniel LADANT

Nom du Responsable de l’Équipe : Olivera FRANCETIC

Adresse : Institut Pasteur, 28 rue du Dr Roux, 75724 Paris CEDEX1 5