The Chlamydia/es order is composed of obligate intracellular bacteria such as the well­ known human pathogen, Chlamydia trachomatis, responsible for genital infections or trachoma. All chlamydiae share a biphasic developmental cycle involving adhesion and internalization of infectious elementary bodies, which differentiate into proliferative reticulate bodies. ln presence of stress stimuli, such as -lactam antibiotics or iron starvation, reticulate bodies proliferation is inhibited, inducing the formation of enlarged and persistent aberrant bodies (ABs). The removal of stress stimuli allows these bacteria to re-enter the normal life cycle suggesting that ABs might play an important role in the onset of chronic infections by Chlamydia/es bacteria. While the stress stimuli inducing ABs are well described, no comprehensive morphological characterization of this persistent stage has been performed until now and the mechanisms leading toits formation remain unclear.
ln many prokaryotes, the protein ParB is part of the partitioning system ParAB-par5 implicated in chromosome and plasmid segregation. While ParB function has been investigated in different bacteria, its raie remains poorly understood in the Chlamydia/es bacteria.
To clarify these issues, the Chlamydia-related bacterium Waddlia chondrophila, a potential agent of human miscarriages and cattle abortion, was used as a model organism. ln this thesis, we aimed to characterize the ABs induced by different stress stimuli and monitor the transcriptional landscape of persistent W. chondrophila induced by iron deprivation. ln addition, we assessed the role of ParB in chromosome segregation and in transcriptional regulation.
According to their morphology and number, two distinct patterns of ABs couId be defined:
(i) small and multiple versus (ii) large and rare. These distinct subtypes probably reflect the presence of different mechanisms of AB formation. Using comparative transcriptome analysis, we showed that nearly 35% of the genome was differentially expressed in persistent W. chondrophila induced by iron starvation. Finally, our results suggest that ParB might act as a partitioning protein and as a transcriptional regulator in W. chondrophila.
This thesis work provides navel insights into the morphology of the ABs and their expression patterns. ln addition, these results give a first overview of the potential role of ParB in chromosome segregation and/or regulation of transcription in W. chondrophila.
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L'ordre des Chlamydia/es est composé de bactéries intracellulaires obligatoires telles que le pathogène humain, Chlamydia trachomatis, responsable d'infections génitales ou du trachome. Les Chlamydiae possèdent un cycle de vie biphasique impliquant l'adhésion et l'internalisation de corps élémentaires infectieux, qui se différencient en corps réticulés prolifératifs. En présence de stimuli de stress, comme les antibiotiques -lactame ou la privation en fer, la prolifération des corps réticulés est inhibée ce qui induit la formation de corps aberrants élargis et persistants. La suppression du stimulus de stress permet aux bactéries de reprendre un cycle de vie normal, ce qui suggère que les corps aberrants pourraient jouer un rôle important dans l'apparition d'infections chroniques dues aux chlamydia. Bien que les stimuli de stress induisant des corps aberrants soient bien décrits, aucune caractérisation morphologique de cette forme de persistance n'a été réalisée jusqu'à présent et les mécanismes conduisant à sa formation restent flous.
Chez de nombreux procaryotes, la protéine ParB fait partie du système ParAB-par5 qui est impliqué dans la ségrégation chromosomique et plasmidique. Bien que la fonction de ParB ait été étudiée chez de nombreuses bactéries, son rôle reste peu clair chez les Chlamydiae.
Pour clarifier ces points, la bactérie Waddlia chondrophila, apparentée aux chlamydia et potentiellement responsable de fausses couches chez les femmes ou d'avortements chez les bovins, a été utilisée comme organisme modèle. Dans cette thèse, nous avons caractérisé les corps aberrants induits par différents stimuli de stress et étudié la réponse transcriptionnelle chez des W. chondrophila persistantes induites par la privation en fer. De plus, nous avons étudié le rôle de ParB dans la ségrégation des chromosomes et dans la régulation de la transcription.
Deux modèles distincts de corps aberrants peuvent être définis selon leur morphologie et leur nombre : (i) petits et multiples ou (ii) grands et peu nombreux. Ces sous-types reflètent probablement la présence de mécanismes distincts lors de la formation des corps aberrants. Nous avons montré, avec des analyses comparatives du transcriptome, que près de 35% du génome est exprimé différentiellement chez des corps aberrants induits par la privation en fer comparé à des bactéries non traitées. Enfin, nos résultats suggèrent que ParB pourrait être impliquée dans la ségrégation des chromosomes et la régulation de la transcription chez W. chondrophi!a.
Cette thèse apporte de nouvelles perspectives sur la morphologie des corps aberrants et sur les gènes différentiellement exprimés chez cette forme de persistance. De plus, ces résultats donnent un premier aperçu du rôle de ParB dans la ségrégation des chromosomes et/ou dans la régulation de la transcription chez W. chondrophila.