A 17.1 Kb genetic element encoding for mercury resistance (OCT-Hg^r) was shown to translocate from its original location on the OCT plasmid to the resistance plasmid, RPl, in Pseudomonas putida. Analysis of RPl-Hg^r recombinant plasmids revealed that insertion of mercury resistance genes into RPl could occur at a variety of sites, with all recombinants having common EcoRI restriction fragments of 9.4, 3.8, 2.3, and 1.6 Kb, derived from the insertion. Hybridization analysis suggested the existence of extensive homology between this insertion and the prototypic mercury resistance transposon, Tn501, as well as the location of a similar merA sequence. Although the overall size was shown to be quite different from Tn501, striking physical similarities are shared between these two elements.

Translocation of a 17.1 kilobase region of the OCT plasmid encoding mercury resistance (mer) in Pseudomonas putida was shown to occur in a recombination-deficient host with plasmid PP1 serving as a recipient replicon. The frequency of transposition in Pseudomonas was estimated at 10^3 -10 -^2, but undetectable in Escherichia soli. ' DNA comprising all of mr as well as subregions there of were cloned and subjected to DNA sequence analysis. Like other transposons, mer was found to contain inverted repeat sequences at its termini. These were similar to, but not identical to the inverted repeat structures found in the prototypical mercury resistance transposon Tn501 from E. aeruginosa.

Bacteria of the <i>Mycobacterium avium, M. intracellulare, and M. scrofulaceum</i> group (MAIS) are opportunistic human pathogens and widespread in the environment. The first objective of this study was to demonstrate that plasmids from clinical isolates are closely related to plasmids from environmental MAIS isolates. A 12.9 kb plasmid, pVT2, from a clinical <i>M. avium isolate</i>, MDl, was cloned and used a a DNA probe to examine the relationship of MAIS plasmids. The pVT2 probe hybridized with plasmids isolated from MAIS strains from the environment, from patients without AIDS with pulmonary infections, and from AIDS patients with disseminated MAIS infections. Similar results were seen with a second probe derived from pLR 7, a 15.3 kb plasmid from clinical <i>M. intracellulare</i> strain LR 113. The similarity of plasmids from environmental and clinical isolates supports the hypothesis that the environment is a source of MAIS infection in humans. / Ph. D.

Cupriavidus metallidurans CH34 est la bactérie Gram négative considérée comme organisme-modèle pour l’étude de la résistance aux métaux lourds. Notre travail a porté sur sa résistance au cuivre, codée par les gènes cop du plasmide pMOL30. Ces gènes, responsables des différentes étapes de la résistance (compartimentation des systèmes d’efflux entre périplasme et cytoplasme, modification de valence, et d’autres fonctions totalement inconnues) ont suscité notre intérêt.<p><p>On distingue dans l’îlot cop des gènes codant pour des fonctions de résistance proprement dite (essentiellement par détoxication active du cytoplasme et du périplasme). En effet, les mutants de copSRABCD, copF, et dans une moindre mesure copJ et copE deviennent sensibles. Les phénotypes des mutants divergent toutefois suivant que la mutation soit sur un cosmide qui ne porte que l’îlot (pMOL1024) ou dans son plasmide d’origine (pMOL30). Un second groupe de mutants (copVTMK, copG, copL, copQ) se distingue par un phénotype plus résistant ou identique à la souche parente, sauf autour de la CMI. Ces gènes interviendraient donc à la CMI pour assurer la résistance la plus élevée et le maintien d'un état viable latent.<p><p>La présence de l’îlot cop permet de contenir le taux d’oxygène radicalaire qui reste à un taux basal lorsque les cellules sont adaptées au cuivre environnent. Après un choc de Cu (ou stress aigu), l’îlot cop répond de façon « explosive » au stress, en consommant l’énergie du potentiel membranaire et en augmentant fortement l’activité de la chaîne respiratoire.<p><p>La résistance au cuivre est inductible, mais de façon différenciée pour la souche sauvage (CH34) et celle qui ne porte qu l’îlot cop (AE1744) :la CMI de CH34 triple après adaptation au cuivre, alors que celle d’AE1744 est inchangée. Après un choc de Cu, la résistance au cuivre est plus fortement induite pour AE1744 que pour CH34. Ces observations suggèrent que l’îlot cop ait été sélectionné pour sa capacité à répondre à un stress aigu puis intégré dans un ensemble de gènes plus vaste qui répond à des impératifs de stress chronique.<p><p>L’analyse biochimique de CopI, une petite protéine bleue à cuivre, montre qu’elle porte un site analogue à celui des oxydases multicuivre. Son rôle pourrait dès lors être celui d’une réductase multicuivre. La protéine CopK lie de façon très spécifique le Cu(I) et il semble que la liaison du cuivre modifie sa structure. L’analyse écologique a montré que des homologues de copK pourraient être présents dans l’ADN extrait de la terre de biotopes chargés en cuivre, et dans les souches cuprorésistantes qu’on y trouve. <p><p>La contribution majeure de cette thèse est de montrer que l’effet d’un stress métallique ne se résume pas à deux états physiologiques « mort ou vif ». Il y a lieu de considérer des états transitoires (choc de Cu, adaptation au métal, survie autour de la CMI, persistance) où interviennent des gènes spécifiques dans un ou plusieurs états donnés. Les résultats biochimiques et physiologiques ne nous éclairent pas encore assez sur les interconversions Cu(I)/Cu(II) ni sur les flux de cations notamment vers l'espace extracellulaire. Cette thèse ouvre des perspectives sur des mécanismes (protection à la CMI, phénotype persistant) assurant la survie des bactéries ou leur potentiel de recolonisation lors d'une diminution de la pression toxique :les gènes copT, copV, copK, copM, copB, copG, copL et copQ semblent impliqués dans ces fonctions. <p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Listeria monocytogenes is a zoonotic foodborne pathogen, transmissible from the natural agricultural environment to animals and humans. In recent years, the pig production industry has experienced a series of monetary losses as a result of the L. monocytogenes outbreak which threatened the economy of South Africa. This outbreak also had a detrimental effect on the health system of the country. In South Africa however, there is limited information regarding the genomic diversity of L. monocytogenes. Therefore, an overview of the genomic diversity of L. monocytogenes strains circulating at different levels of the pork production chain needs to be determined so as to be able to identify routes of contamination of the pathogen and thus improve meat safety. This study was aimed to determine the antimicrobial resistance patterns and population structure of L. monocytogenes isolated from pig farms in South Africa. Based on wholegenome sequence analysis, 77 isolates of L. monocytogenes were differentiated into four molecular serogroups with IIa (45.5%) being the most prevalent followed by IIc (26.0%), IVb (22.1%) and IIb (6.5%). Overall, 11 clonal complexes (CCs) were identified in this study, with the predominance being observed from; CC204 (23.4%), CC1 (19.5%) and CC2 (16.9%). Genetic elements associated with biocide, antimicrobial and heavy metal resistance were noted in 24.7 %, 48% and 11.7% of the isolates, respectively. Listeria pathogenicity island 1 and 3 that harbored clusters of virulence genes were present in 38.8% of the isolates. Five different plasmids were found in 68.9% of the isolates. This study has given baseline data on the genomic diversity of L. monocytogenes strains that are associated with biocides, heavy metal and antibiotics resistance genes. The data again demonstrated the genotypes of L. monocytogenes that are prone to contaminate the farm environment and possibly cause diseases in animals and humans. / Life and Consumer Sciences / M. Sc. (Life Sciences)