Cibles des Omr

Dans l’étude de Guillier & Gottesman en 2006, il a été montré, par une approche transcriptomique dans un premier temps puis plus directement par Northern Blot, que les Omr régulaient négativement l’expression de multiples gènes codant des protéines de la membrane externe telles qu’ompT, cirA, fecA et fepA (Guillier and Gottesman 2006). ompT code une protéase alors que cirA, fecA et fepA codent des récepteurs TonB dépendants impliqués dans le transport du fer qui sont également des récepteurs pour les phages et les colicines. En 2008, il a également été montré que la région 5’ conservée des Omr se fixait aux ARNm-cible ompT et cirA dans la région de

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99 démarrage de la traduction (Guillier and Gottesman 2008). Cette région 5’ est également requise pour la régulation de toutes les cibles des Omr décrites jusqu’à ce jour. De façon intéressante, il a également été montré que ces ARN étaient capables de réprimer l’expression de l’ARNm ompR- envZ, créant ainsi une boucle de rétrocontrôle.

Figure 56 : L’extrémité 5’ d’OmrA/B est impliquée dans la régulation de multiples cibles, incluant ompR. (A) Appariement prédit entre le messager ompR et OmrA/B. Les nucléotides en rouge sont conservés entre OmrA et OmrB, ceux en gris correspondent au codon de démarrage et au Shine Dalgarno d’ompR. (B) Effet des mutations compensatoires dans l’ARNm ompR-lacZ et/ou les ARN régulateurs OmrA/B sur l’activité d’une fusion traductionnelle portée par le pBAD-ompR-lacZ. Issue de (Guillier and Gottesman 2008).

Ce rétrocontrôle est obtenu par un appariement direct des Omr sur le messager ompR-envZ. En effet, comme cela est présenté sur la figure 56, lorsqu’OmrA ou OmrB sont surexprimés à partir d’un plasmide, l’expression d’une fusion ompR-lacZ est réprimée. Lorsqu’un mutant (mut2) des zones d’appariement prédit est utilisé, la répression de la fusion est perdue. De plus, les mutants compensatoires, introduits dans la fusion ompR-lacZ, sont réprimés par la version mutante des Omr, mais pas par la version sauvage. Cette expérience permet de valider l’appariement prédit entre le messager ompR-envZ et les Omr et confirme donc l’action directe de ces derniers. Notons

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que ce résultat était relativement suprenant puisqu’il avait précédement été décrit que la modulation du niveau d’OmpR et d’EnvZ n’affectait pas le niveau de la forme active de la protéine, OmpR-P (Batchelor and Goulian 2003).

Une autre cible des Omr a été identifiée en 2010 par approche bioinformatique : csgD, le facteur de régulation majeur des fibres curli (Holmqvist, Reimegard et al. 2010). Ces fibres permettent aux bactéries de s’agréger entre elles et d’adhérer aux surfaces (verre, plastique, cellules végétales ou animales …). Elles sont notamment cruciales pour la colonisation primaire des surfaces et dans les étapes de formation du biofilm notamment en augmentant les interactions entre les cellules (Prigent-Combaret, Prensier et al. 2000). Comme dans le cas d’ompR-envZ, il s’agit d’un appariement direct entre l’extrémité 5’ des Omr et l’ARNm de csgD mais l’originalité de cette régulation réside dans la région d’appariement impliquée sur l’ARNm de csgD (figure 57). En effet, en s’appariant 70 nts en amont du site de démarrage de la traduction de csgD, les Omr modifient la structure de ce dernier (Holmqvist, Reimegard et al. 2010). Le mécanisme précis inhibant le démarrage de la traduction reste cependant encore inconnu. Les Omr peuvent aussi potentiellement activer la synthèse de CsgD par un mécanisme indirect passant par YdaM, une diguanylate cyclase (Mika and Hengge 2014). En effet, la surexpression des Omr diminuerait l’expression d’une fusion ydaM-gfp or la fonction d’YdaM est d’activer la transcription de csgD via la production de c-diGMP (Weber, Pesavento et al. 2006) De plus, un site d’appariement est prédit entre les Omr et le messager ydaM (figure 57). Ce site recouvre celui de RprA, un petit ARN qui régule directement ydaM (Mika, Busse et al. 2012). Une autre voie indirecte d’inhibition de CsgD par les Omr pourrait passer par OmpR. En effet, les Omr répriment la synthèse d’OmpR qui active la transcription de csgD.

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101 Figure 57 : Appariement des Omr avec le 5’UTR des messagers csgD et ydaM. Le +1 de traduction et le SD sont indiqués en rouge. Les positions mentionnées sont relatives au messager en question. D’après (Mika, Busse et al. 2012).

Enfin, en 2012, il a été montré qu’OmrA et OmrB était impliqués dans un réseau complexe contrôlant la motilité. En effet, comme deux autres petits ARN (OxyS et ArcZ) les Omr régulent négativement l’ARNm flhDC qui code le régulateur majeur de la synthèse des flagelles (De Lay & Gottesman, 2012). Il est intéressant de mentionner que l’appariement entre les Omr et flhDC est relativement étendu puisqu’il s’étend entre les régions -54 à -9 du messager et respectivement les régions +50 à +1 ou +49 à +1 d’OmrA et d’OmrB. On peut également noter que pour OmrA l’appariement engage 37 nucléotides alors que seulement 25 nucléotides d’OmrB sont concernés. En conclusion, nous savons à ce jour que les Omr régulent directement cinq cibles : ompR-envZ, csgD, flhDC, cirA et ompT. Trois cibles pour lesquelles un appariement prédit avec les Omr sont mentionnés dans la littérature : fecA, fepA et ydaM. On peut cependant préciser que les données de notre laboratoire indiquent que fepA est une cible directe des Omr. La figure 58 récapitule le régulon des Omr.

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Figure 58 : Régulon des Omr. Les cibles directes sont indiquées en trait plein et les cibles pour lesquelles un appariement est prédit et/ou un contrôle direct est probable sont représentées avec un trait discontinu. Les cibles sont regroupées par fonction : biofilm/motilité (en bleu foncé), capture et import du fer (en rouge), dégradation protéique (en orange). On note la présence d’une feedfoward loop entre le système EnvZ-OmpR et les cibles CsgD et FlhDC avec à la fois un contrôle direct ou indirect passant par les Omr. Dans le cas d’FlhDC c’est une boucle cohérente mais ce n’est pas le cas pour CsgD. Il y a également un circuit de feedback entre les Omr et le système EnvZ-OmpR.