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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Contacts relatifs à cet article / VERNET Thierry

Présentation du groupe Pneumocoque

Responsable de groupe : Thierry Vernet

Equipe : Laure Bellard, Anne Marie Di Guilmi, Claire Durmort, Cécile Morlot, Anne-Marie Villard, André Zapun.


Présentation

Surface cellulaire, paroi et morphogenèse du pneumocoque

Notre groupe s’intéresse à la biologie du pneumocoque, un important pathogène humain. Nous sommes particulièrement intéressés par des projets concernant la physiologie de la surface cellulaire, le métabolisme de la paroi et la morphogenèse, ainsi que par la résistance aux antibiotiques beta-lactamine.

Les infections à pneumocoque causent plus d’un million de décès par an dans le monde. Le pneumocoque est un coque ovoide à Gram positif qui colonise asymptomatiquement le naso-pharynx, mais cause diverse maladies lorsqu’il envahit d’autres sites : otites, sinusites, pneumonies, méningites et bactéremies. Aujourd’hui en France, près de la moitié des isolats cliniques sont résistants à plusieurs antibiotiques, en particulier aux beta-lactamines (pénicilline…). Les vaccins disponibles sont efficaces mais ne couvrent pas tous les sérotypes virulents, et risquent de perdre progressivement leur efficacité par la sélection de souches qui ne sont pas couvertes.

[bleu marine]Electro-micrographe d’une coupe mince de S. pneumoniae (B. Gallet, IBS)[/bleu marine]

Thèmes de recherche

Surface cellulaire : fonctions et propriétés
La surface cellulaire est le site de nombreux facteurs de virulence protéiques et saccharidique qui interviennent dans les interactions entre le pneumocoque et les tissus humains. Ces molécules de surface peuvent participer à l’adhérence et à l’invasion des cellules humaines, ou à l’évasion du système immunitaire. Comprendre le rôle des molécules de surface est fondamental pour comprendre l’origine des maladies causées par la pneumocoque. Les facteurs de virulence peuvent aussi constituer des antigènes vaccinaux prometteurs ou de nouvelles cibles d’antibiotiques. Plus spécifiquement, nous avons étudié la formation des pili, des filaments protéiques qui s’étendent à partir de la paroi, ainsi que des protéines impliquées dans l’adhérence et l’invasion de l’hôte humain.
La surface est également le site de la communication entre le milieu et la cellule, et nous avons récemment étudié des facteurs impliqués dans l’homéostasie du zinc, ainsi que des transporteurs qui contribuent à la résistance aux antibiotiques

Métabolisme de la paroi et morphogenèse
Le peptidoglycane est le constituant principal de la paroi. C’est un polymère de disaccharides et de peptides qui entoure entièrement la cellule, lui confère sa forme et la protège de sa pression osmotique interne. Plusieurs antibiotiques, comme les beta-lactamines (pénicillines…) agissent en empêchant la synthèse du peptidoglycane. Les enzymes responsable de l’assemblage de la paroi sont la cible des beta-lactamines : les PBPs (« Penicillin-Binding Proteins »). Le mécanisme des PBPs, ainsi que l’architecture du peptidoglycane lui-même, ainsi que sa dégradation, restent mystérieux.
Nous étudions l’assemblage te la dégradation de la paroi en reconstituant ces processus in vitro, ainsi que la fonction, la régulation et la localisation in vivo de complexes protéiques impliqués.

Mots clés

Acides téichoiques, beta-lactamines, division bactérienne, facteurs de virulence, homéostasie du zinc, hydrolases du peptidoglycane, interaction hôte-pathogène, morphogenèse bactérienne, muréine, paroi cellulaire bactérienne, peptidoglycane, piline, pilus, pneumocoque, protéines liant la pénicilline (PLPs), sécrétion des protéines, sortase, Streptococcus pneumoniae, transporteurs ABC.

Techniques spécialisées

Biologie moléculaires
Biochimie des protéines (membranaires et solubles)
Génétique du pneumocoque
Ingénierie des protéines
Clonage à haut débit (RoBioMol)
Mutagenèse dirigée à haut débit (RoBioMol)
« Thermal Shift Assay » (RoBioMol)
PCR quantitative
Microscopie d’immunofluorescence et protéines de fusion avec la GFP
Microscopie à super-résolution (PALM)
Microscopie électronique de coupe mince
Cristallisation des protéines
Cristallographie

Services disponibles

Clonage à haut débit (RoBioMol)
Mutagenèse dirigée à haut débit (RoBioMol)
« Thermal Shift Assay » (RoBioMol)
Criblage de détergents pour solubilisation de protéines membranaires (RoBioMol)

Publications récentes importantes

Philippe J, Gallet B, Morlot C, Denapaite D, Hakenbeck R, Chen Y, Vernet T and Zapun A.
Mechanism of β-lactam action in Streptococcus pneumoniae : the piperacillin paradox.
Antimicrob Agents Chemother (2015) 59(1):609-21.

Terrasse R, Amoroso A, Vernet T and Di Guilmi AM
Streptococcus pneumoniae GAPDH Is Released by Cell Lysis and Interacts with Peptidoglycan.
PLoS One (2015) 10(4):e0125377.

Vassal-Stermann E, Lacroix M, Gout E, Lafly E, Pedersen CM, Martin L, Amoroso A, Schmidt RR, Zähringer U, Gaboriaud C, Di Guilmi AM and Thielens NM. Moieties of Pneumococcal Teichoic Acid Human L-Ficolin Recognizes Phosphocholine.
J Immunol (2014) 193:5699-5708.

Morlot C, Bayle L, Jacq M, Fleurie A, Tourcier G, Galisson F, Vernet T, Grangeasse C and Di Guilmi AM
Interaction of Penicillin-Binding Protein 2x and Ser/Thr protein kinase StkP, two key players in Streptococcus pneumoniae R6 morphogenesis.
Mol Microbiol (2013) 90(1):88-102.

Bersch B, Bougault C, Roux L, Favier A, Vernet T and Durmort C
New insights into histidine triad proteins : solution structure of a Streptococcus pneumoniae PhtD domain and zinc transfer to AdcAII.
PLoS One (2013) 8(11):e81168.

Zapun A, Philippe J, Abrahams KA, Signor L, Roper DI, Breukink E and Vernet T
In vitro reconstitution of peptidoglycan assembly from the Gram-positive pathogen Streptococcus pneumoniae.
ACS Chem Biol (2013) 8(12):2688-96.

Terrasse R, Tacnet-Delorme P, Moriscot C, Pérard J, Schoehn G, Vernet T, Thielens NM, Di Guilmi AM, Frachet P.
Human and pneumococcal cell surface glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) proteins are both ligands of human C1q protein.
J Biol Chem (2012) 287(51):42620-33.

Boncoeur E, Durmort C, Bernay B, Ebel C, Di Guilmi AM, Croizé J, Vernet T and Jault JM
PatA and PatB form a functional heterodimeric ABC multidrug efflux transporter responsible for the resistance of Streptococcus pneumoniae to fluoroquinolones.
Biochemistry (2012) 51(39):7755-65.

El Mortaji L, Contreras-Martel C, Moschioni M, Ferlenghi I, Manzano C, Vernet T, Dessen A and Di Guilmi AM
The full-length Streptococcus pneumoniae major pilin RrgB crystallizes in a fibre-like structure, which presents the D1 isopeptide bond and provides details on the mechanism of pilus polymerization.
Biochem J (2012) 441(3):833-41.

La liste complète des publications du groupe Pneumocoque est disponible ici.