Thèse Analyse In Vivo des Complexes de Dégradation de l'Arn Centrés sur la Rnase y chez Staphylococcus Aureus H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : LMGM - Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaires Direction de la thèse : Peter REDDER ORCID 000000023619632X Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 Staphylococcus aureus est un pathogène humain majeur, tristement célèbre pour sa capacité à acquérir des résistances aux antibiotiques et à se propager en milieu hospitalier. S. aureus figure donc sur la liste « ESKAPE » de l'OMS recensant les pathogènes les plus préoccupants.
L'adaptation bactérienne aux stress environnementaux et physiologiques repose sur la régulation de l'expression génique à plusieurs niveaux. Si le contrôle transcriptionnel a été largement étudié, il apparaît de plus en plus clairement que la régulation post-transcriptionnelle, en particulier la dégradation et la maturation de l'ARN, joue un rôle central dans la structuration des transcriptomes bactériens. Chez les bactéries Gram-positives, la dégradation de l'ARNm est initiée par des clivages endonucléolytiques (souvent catalysés par des hélicases à ARN) qui génèrent des fragments d'ARN ensuite traités par des exonucléases.
Des analyses comparatives plus récentes des systèmes de dégradation de l'ARN bactérien ont révélé une diversité importante dans leur composition et leur organisation, suggérant que les voies de dégradation de l'ARN sont spécifiques à l'espèce et régulées de manière dynamique (Broglia et al., 2020). Chez Staphylococcus aureus, Redder et ses collègues ont identifié l'hélicase à ARN de type DEAD-box CshA, la RNase J1 et la RNase Y comme des facteurs clés associés à la dégradation de l'ARN. Ensemble, ces enzymes sont responsables du renouvellement massif des ARNm et de l'adaptation au stress (Giraud et al., 2015 ; Linder et al., 2014 ; Khemici et al., 2015). Plusieurs éléments de l'ARN nécessaires à un clivage correct et efficace par la RNase Y ont été déterminés chez S. aureus, mais notre compréhension de cette étape limitante de la régulation génique reste encore lacunaire (Le Scornet et al., 2024). Il a été démontré que la région C-terminale de CshA est essentielle à son interaction avec la RNase J1 et à la dégradation efficace de l'ARN (Giraud et al., 2015). De plus, CshA interagissant également avec la RNase Y (Giraud et al., 2025), il est probable qu'elle module aussi l'activité de cette dernière.
Des travaux récents ont montré que la RNase Y forme un complexe stable avec la protéine accessoire RicT, complexe nécessaire à la maturation in vivo efficace d'un sous-ensemble spécifique d'ARN cibles (Dubnau et al., 2023). Ces résultats soulignent que la dégradation de l'ARN chez les bactéries Gram-positives est régie par des interactions protéine-protéine et protéine-ARN coordonnées, plutôt que par des enzymes individuelles agissant indépendamment.
Malgré ces avancées, l'interaction fonctionnelle entre la RNase Y, la RNase J1, CshA et la PNPase chez S. aureus reste encore mal caractérisée, notamment dans des conditions de stress pertinentes pour la physiologie et la virulence bactériennes. Une analyse systématique in vivo de ces interactions est donc nécessaire pour comprendre comment la dégradation de l'ARN contribue à l'adaptation au stress chez ce pathogène.
Staphylococcus aureus is a major human pathogen, infamous for its ability to acquire antibioticresistances and spread in hospital settings. S. aureus is therefore on the WHO ESKAPE listof pathogens of most concern.
Bacterial adaptation to environmental and physiological stress relies on regulation of gene expression at multiple levels. While transcriptional control has been extensively studied, it has become increasingly clear that post-transcriptional regulation, particularly RNA decay and processing, plays a central role in shaping bacterial transcriptomes. In Gram-positive bacteria, mRNA degradation is initiated by endonucleolytic cleavage events (frequently supported by RNA helicases) that generate RNA fragments that are subsequently processed by exonucleases.
More recent comparative analyses of bacterial RNA decay systems have revealed substantial diversity in their composition and organization, suggesting that RNA decay pathways are species-specific and dynamically regulated (Broglia et al., 2020). In Staphylococcus aureus, Redder and colleagues has identified the DEAD-box RNA helicase CshA, RNase J1 and RNase Y as key factors associated with RNA decay. Together, these enzymes are responsible for bulk mRNA turnover and stress adaptation (Giraud et al 2015; Linder et al 2014; Khemici et al 2015). Several elements of an RNA that are required for correct and efficient cleavage by RNase Y has been determined in S. aureus, but there are still major gaps in our understanding this rate-limiting step in gene regulation (Le Scornet et al. 2024). The C-terminal region of CshA was shown to be essential for its interaction with RNase J1 and for efficient RNA degradation (Giraud et al., 2015), and since CshA also interacts with RNase Y (Giraud et al 2025), it is suspected that CshA also acts as a modulator of RNase Y activity.
Recent work has found that RNase Y forms a stable complex with the accessory protein RicT that is required for efficient in vivo RNA processing of a specific subset of RNA targets (Dubnau et al., 2023). These findings emphasize that RNA decay in Gram-positive bacteria is governed by coordinated protein-protein and protein-RNA interactions rather than by individual enzymes acting independently.
Despite these advances, the functional interplay between RNase Y, RNase J1, CshA, and PNPase in S. aureus remains incompletely characterized, particularly under stress conditions relevant to bacterial physiology and virulence. A systematic in vivo analysis of these interactions is therefore necessary to understand how RNA decay contributes to stress adaptation in this pathogen.