Offre de stage Master 1

Identification des cibles directes d'ARN régulateurs impliquées dans la virulence de Staphylococcus aureus.

Contact : Svetlana Chabelskaya; svetlana.chabelskaia@univ-rennes1.fr

CONTEXTE
L'émergence de bactéries pathogènes multi-résistantes aux antibiotiques implique l'élaboration de stratégies thérapeutiques nouvelles. La compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la survie et la virulence des bactéries est une étape pré-requise pour la découverte de nouveaux agents antibactériens. Staphylococcus aureus (S. aureus) est une bactérie pathogène, qui peut causer des infections graves et invasives chez l’humain et chez différents animaux. S. aureus acquiert rapidement diverses résistances aux antibiotiques, ce qui constitue un problème majeur de santé publique dans le monde entier, en provoquant des infections nosocomiales et communautaires associées.
Des études récentes ont montré, qu’en plus des protéines régulatrices, des ARN régulateurs (ARNrég) ont un rôle prédominant dans l’expression des facteurs de virulence ainsi que dans le contrôle de divers processus essentiels à la physiologie bactérienne. Il est admis par la communauté scientifique que ces ARNrég pourraient représenter des cibles inédites pour développer de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques antibactériennes. Chez S. aureus, plus de 160 ARNrég ont été identifiés (Sassi et al., 2015. RNA). Certains d'entre eux sont impliqués dans la régulation de la virulence (Chabelskaya et al., 2010. PLoS Path), dans la résistance à certains antibiotiques (Eyraud et al., 2014. NAR) ainsi que dans l’internalisation de S. aureus par les macrophages humains (Le Pabic et al., 2015).
Récemment notre équipe a réalisé un projet collaboratif avec l'équipe du Dr Philippe Bouloc (Orsay) soutenue par l’ANR et la FRM visant l'identification des ARNrég impliqués dans la virulence de S. aureus. Ce travail à grande échelle a permis d'identifier trois ARNrég qui jouent un rôle critique dans la régulation de la survie intracellulaire de S. aureus. Ces ARNrég pourraient représenter des cibles pour développer de nouvelles molécules antibactériennes. Pour cette raison, il est important de comprendre leurs fonctions et mécanismes d'actions.
PROJET  DE  STAGE
C'est dans cette optique que s'inscrit notre projet de stage. Pour déterminer le mécanisme d’action des ARNrég nous souhaitons identifier les cibles régulées directement et caractériser leurs modes d’actions au niveau moléculaire. Récemment, plusieurs cibles putatives de ces ARN régulateurs ont été identifiées. L'objectif du projet proposé est de valider in vivo la régulation de ces cibles et d'identifier le mécanisme de régulation. Pour cela, une approche basée sur l'utilisation du gène rapporteur GFP sera utilisée (Ivain et al., 2017; NAR). La stratégie proposée est multidisciplinaire utilisant des approches de biologie moléculaire, génétique et microbiologie. À terme, cette étude nous aidera à comprendre les réseaux d'interaction et les mécanismes qui contrôlent les facteurs de virulence bactérienne.
 
ENGLISH VERSION
 
Understanding the essential roles of regulatory sRNAs in the virulence of Staphylococcus aureus
 
Recently, small structured non-coding regulatory RNAs (sRNAs) have emerged as key players in the regulation and quality control of gene expression in prokaryotes. sRNAs are involved in the control of many biological processes. Interestingly, several of these sRNAs have been shown to be involved in the virulence of pathogenic bacteria and could provide attractive novel anti-bacterial targets. However, our current knowledge of the mode of action of these various sRNAs is still largely sketchy. It is therefore of great interest to decipher their mode of action and the mechanisms of control in which they are involved. Our laboratory is a pioneer in identification of several sRNAs expressed in the pathogenic bacterium Staphylococcus aureus (Pichon and Felden, PNAS, 2005). We have shown that some sRNAs such as SprD (Chabelskaya et al., PLoS Pathogen, 2010) are essential for the virulence of S. aureus, others, like SprX (Eyraud et al., Nucleic Acid Research 2014), affect the resistance of the bacteria to antibiotics.
Recently, we have shown that several new sRNAs are important for the virulence of S. aureus. The discovery of their mode of action and their physiological roles during infection is important for understanding their implication in bacterial pathogenicity. This project is focused on functions of these sRNAs. The goal is to better understand how these RNA regulators are combined with the known regulatory pathways of virulence gene expression in S. aureus. Recently several putative direct targets of these regulatory RNAs were identified. The proposed projet proposes to validate in vivo the regulation these targets and to identify the mechanism of regulation. For this, an approach based on the use of the reporter gene GFP will be used (Ivain et al., 2017; NAR). The strategy proposed is multidisciplinary using molecular biology, genetics and microbiology approaches. Ultimately, this study will help us to understand the interaction networks and mechanisms that control bacterial virulence factors.