Thèse Interconnexion Entre la Dynamique des Mge et la Propagation de la Fonction de Persistance chez Legionella Pneumophila par Conjugaison Naturelle H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1
École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
Laboratoire de recherche : CIRI - CENTRE INTERNATIONAL DE RECHERCHE EN INFECTIOLOGIE
Direction de la thèse : Didier BLAHA ORCID 0000000179050243
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-09T23:59:59

Les bactéries part leur développement clonal sont génétiquement identiques cependant elles présentent d'importantes variations intercellulaires de leurs traits phénotypiques. Ce phénomène réversible, appelé hétérogénéité phénotypique, joue un rôle crucial dans la capacité bactérienne à coloniser et à persister dans divers environnements. Ce phénomène est particulièrement prononcé dans les environnements complexes tels qu'un hôte, où les bactéries clonales rencontrent divers signaux et facteurs de stress externes. Les éléments génétiques mobiles (MGEs), tels que les plasmides et les îlots génomiques, représentent un autre mécanisme adaptatif bactérien important car ils favorisent l'acquisition et la dissémination de nouveau matériel génétique. L'influence mutuelle de la dynamique des MGEs et de l'hétérogénéité phénotypique bactérienne reste inconnue. Le pathogène humain Legionella pneumophila représente un modèle puissant pour étudier la relation entre la dynamique des MGEs et l'hétérogénéité phénotypique bactérienne. Premièrement, comme la plupart des bactéries, le génome de Legionella a été largement façonné par l'acquisition des MGEs. Deuxièmement, Legionella présente une hétérogénéité phénotypique importante lors de la formation du biofilm ainsi que pendant le processus d'infection. Dans ce projet, en utilisant des approches quantitatives innovantes à l'échelle de la cellule unique, nous étudierons précisément, lors de l'infection, le transfert de l'élément intégratif et conjugatif (ICE) pP36 de Legionella et l'impact sur la formation de persistants bactériens, un variant phénotypique transitoirement récalcitrant au traitement antibiotique.

Pour ce faire, nous examinerons un phénotype fondamental soumis à d'importantes variations intercellulaires : le taux de croissance bactérienne. L'hétérogénéité de ce taux est responsable d'une résistance phénotypique aux antibiotiques, appelée persistance aux antibiotiques. Les variations du taux de croissance bactérienne et la dynamique des MGE (par conjugaison naturelle) seront explorées chez Legionella et lors d'infections de son hôte cellulaire naturelle : l'amibe. L'étude de la dynamique des MGE est complexe, car il s'agit de phénomènes transitoires se produisant dans une petite fraction de la population bactérienne. Par conséquent, pour parvenir à une caractérisation impartiale, le doctorant combinera des tests d'infection à des méthodes de microbiologie, de biologie moléculaire, des systèmes d'acquisition quantitative à l'échelle de la cellule unique de pointe. Par exemple, nous suivrons, à l'échelle de la cellule unique et pour chaque sous-population obtenues par variation phénotypique, le transfert de pP36 en utilisant le système parS/ParB développé par Christian Lesterlin (MMSB, Lyon,[14]). Brièvement, un centromère parS sera intégré sur pP36 dans une souche donneuse de Legionella (pP36parS). Parallèlement, une souche receveuse de Legionella produira constitutivement la protéine ParB-mCerulean correspondante qui reconnaît pP36parS. Par conséquent, lors du test de conjugaison, l'entrée de pP36 simple brin linéarisé entraînera une relocalisation d'une protéine ParB-mCerulean cytosolique vers des foyers correspondant à l'accumulation de la protéine ParB-mCerulean sur la séquence parS de pP36. Les changements de profil de fluorescence (diffuse ou focale) seront surveillés par microscopie automatisée avec notre pipeline analytique ou, alternativement, par cytométrie de flux et étalement sélectif.

Comprendre comment la mobilité de séquences d'ADN dans les génomes joue un rôle dans la dispersion de fonctions importantes liées à la variation phénotypique de la bactérie lors de l'infection.