Thèse Rôle des Modifications de l'Arn dans l'Adaptation de Staphylococcus Aureus à des Concentrations Sub-Inhibitrices d'Antibiotiques. H/F

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health
École doctorale : Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
Laboratoire de recherche : I2BC - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
Direction de la thèse : Olivier NAMY ORCID 0000000211435961
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-23T23:59:59

Les staphylocoques sont des bactéries Gram-positives qui colonisent la peau et les narines de 30% de la population humaine. Ils sont la cause de pathologies variées et de degrés de gravité divers, et sont un des premiers agents responsables d'infections nosocomiales (infections contractées en milieu hospitalier). Les traitements visant à éradiquer les infections sont difficiles car de nombreuses souches sont multirésistantes aux antibiotiques.
Les bactéries pathogènes doivent adapter leur métabolisme par-rapport à l'environnement chez l'hôte et assurer leur survie face à la réponse immune et aux antibiothérapies. Dans la nature, les bactéries sont confrontées à de faibles concentrations d'antibiotiques, et doivent répondre à ces conditions de stress. Cette adaptation leur permet par la suite d'être plus résistants en présence de concentrations plus élevées d'antibiotiques. De nombreuses études ont révélé l'importance physiologique des modifications de l'ARN pour rapidement moduler l'expression de gènes spécifiques en réponse aux conditions environnementales. Une dérégulation des modifications de l'ARN ribosomique peut entrainer une résistance aux antibiotiques. Pour l'ARNt, les modifications sont centrales pour la conformation, le contrôle qualité, et un décodage efficace et correct. Aujourd'hui plus de 170 modifications ont été identifiées, principalement chez les ARNr et ARNt, mais les rôles de ces modifications chez S. aureus n'ont pas encore été étudiés.
Le projet de thèse vise à comprendre le rôle des modifications de l'ARN dans l'adaptation de S. aureus à des concentrations sub-inhibitrices d'antibiotiques. Ces gènes ont été identifiés par une expérience de Tn-seq, permettant l'analyse globale du fitness des bactéries en conditions de stress. Une banque de mutants d'insertion de transposons a été cultivée en présence ou en absence de faibles concentrations d'antibiotiques, puis l'ADN génomique a été séquencé afin d'identifier les sites d'insertion. L'analyse différentielle des profils obtenus a révélé plusieurs gènes candidats dont l'inactivation influence la croissance bactérienne en condition de stress antibiotique.

L'apparition de souches de S. aureus multiresistantes aux antibiotiques pose un sérieux problème de santé publique. La découverte de
nouvelles voies métaboliques ou de nouveaux mécanismes de résistance, permettrait de développer de nouveaux traitements permettant
de limiter l'impact des souches multi-résistantes.
Par une approche Tn-Seq nous sommes entrain d'identifier les gènes impliqués dans la résistance à trois antibiotiques ciblant
spécifiquement le ribosome à diérentes étapes de la traduction. Le projet de thèse s'inscrit dans la continuité de ces expériences. A
partir des données de TN-seq nous nous concentrerons sur les gènes pour lesquels il existe un lien avec les ARN. Il s'agira alors de
caractériser ces diérents gènes et de comprendre comment ces gènes permettent à S. aureus de mieux résister aux antibiotiques.

Identifier et comprendre le role jouer par les diérentes modifications d'ARN dans la résistance aux antibiotiques. Cela pourra ouvrir sur la
mise en place de nouveaux traitements.

La première partie de la thèse consistera à valider expérimentalement ces gènes candidats. Des souches mutantes seront construites et leurs phénotypes de croissance seront analysés en présence de faibles concentrations d'antibiotiques afin de confirmer leur implication dans l'adaptation au stress.

La seconde partie du projet portera sur la caractérisation fonctionnelle des protéines codées par ces gènes. Bien que la plupart soient annotées par homologie de séquence, leur fonction n'a pas été démontrée chez S. aureus. Les profils de modifications des ARN seront donc comparés entre les souches mutantes et la souche sauvage afin d'identifier les modifications absentes dans chaque mutant. Les ARNt et ARNr seront extraits et analysés par spectrométrie de masse et/ou par séquençage pour caractériser précisément les modifications d'ARN impliquées.

La troisième partie de la thèse visera à élucider les mécanismes moléculaires reliant les modifications d'ARN à la réponse au stress antibiotique. Dans le cas de modifications d'ARNt, les codons ciblés seront identifiés et l'impact de l'absence de modification sur l'expression de gènes spécifiques de S. aureus sera étudié. Des systèmes rapporteurs contenant les codons d'intérêt seront construits afin d'analyser les effets sur la traduction et la production des protéines. L'impact spécifique in vivo sur l'expression de gènes bactériens sera ensuite évalué afin de comprendre comment ces altérations de la traduction contribuent à l'adaptation de la bactérie au stress antibiotique. Dans le cas des modifications des ARNr, l'efficacité de traduction des ribosomes dépourvus de ces modifications sera analysée à l'aide de systèmes rapporteurs permettant de détecter des événements de changement de phase de lecture (« frameshift » +1 ou 1) ou de translecture des codons stop.