Pseudomonas aeruginosa (PA) est une bactérie Gram négatif, pathogène opportuniste, impliquée dans un grand nombre d’infections nosocomiales. Cette bactérie est aussi le principal micro-organisme responsable des surinfections broncho-pulmonaires chez les patients atteints de mucoviscidose. Cette prééminence est due en partie à la capacité de PA à former des biofilms, ce qui lui confèrent une résistance exceptionnelle aux antimicrobiens. Au sein de notre laboratoire, une analyse protéomique différentielle a permis de démontrer, en 2004, l’existence d’un protéome spécifique lorsque la bactérie se développe en mode biofilm. Parmi les protéines spécifiquement exprimées en mode biofilm, la protéine hypothétique PA3731 a été plus particulièrement étudiée. Cette protéine est impliquée dans la formation de biofilm, la production de rhamnolipides, la résistance à la tobramycine et la mobilité de type « swarming ». Des recherches bioinformatiques ont montré que le gène pA3731 appartient à un cluster de 4 gènes allant de pA3729 à pA3732 (système BAC), qui pourraient être impliqués dans l’élaboration et/ou la régulation d’un même système protéique. Cette hypothèse a constitué le point de départ de ce travail de thèse. La présente étude a permis de confirmer l’implication du système BAC dans la formation du biofilm, la résistance aux antibiotiques et la production de rhamnolipides chez PA. Les études protéomiques ont mis en évidence l’implication de ce système dans l’expression de la pompe MexEF-OprN, de la porine OprD, et dans la régulation du Quorum Sensing. Des études intéractomiques, menées en parallèle, ont montré une forte interaction entre la protéine PA3731 et PA3732. Ces études ont également permis de valider une forte interaction entre ces protéines et les rhamnolipides. L’ensemble de ces résultats nous permettent d’avancer une hypothèse quant à l’implication du système BAC dans le transport des rhamnolipides vers le milieu extracellulaire. / Pseudomonas aeruginosa (PA) is a Gram-negative bacterium, opportunistic pathogen, involved in a large number of nosocomial infections. This microorganism is also the main infectious agent involved in bronchopulmonary infections in cystic fibrosis patients. This pre-eminence is partly due to the ability of PA to form biofilms, which confers to the bacterial cells an increased resistance to antibiotics. In our laboratory, a differential proteomic analysis allowed to demonstrate in 2004, the existence of a specific proteome when the bacterium grows in the biofilm mode. This study allowed identifying about 40 proteins, specifically accumulated when bacteria adhere to a surface. Among these proteins, the hypothetical protein PA3731 has been particularly investigated. This protein is involved in the biofilm formation, the rhamnolipids production, the resistance to tobramycin and the swarming mobility. Bioinformatic research showed that the pA3731 gene belongs to a cluster of 4 genes ranging from pA3729 to pA3732 (BAC system), which could be involved in the development and / or regulation of the same protein system. This hypothesis was the starting point of this thesis work. The present study confirmed the involvement of the BAC system in the biofilm formation, the antibiotic resistance and the rhamnolipid production in PA. Proteomic studies highlighted the implication of this system in the expression of the MexEF-OprN pump and that of the OprD porin, and in the regulation of Quorum Sensing. Interactomic investigations, conducted in parallel, showed a strong interaction between PA3731 and PA3732 proteins. These studies have also pointed out a strong interaction between these proteins and rhamnolipids. All these results suggest that the BAC system could play a major role in the transfer of rhamnolipids to the extracellular environment.

Dans leur environnement, les plantes sont fréquemment soumises à des attaques de microorganismes pathogènes. Pour leur faire face, elles mettent en place des mécanismes de défense activés suite à la détection du microorganisme via des motifs moléculaires ou IPs (Invasion Patterns). Les rhamnolipides (RLs) sont des molécules glycolipidiques amphiphiles produites par des bactéries des genres Pseudomonas et Burkholderia. Ces molécules sont capables d’induire, au niveau foliaire chez différentes plantes, une résistance locale contre des microorganismes phytopathogènes. L’acide 3-hydroxydécanoïque (3-OH-C10:0), le constituant de base de la partie lipidique des RLs, active aussi une réponse immune dans la partie aérienne de la plante Arabidopsis thaliana. Cette réponse immune est déclenchée suite à sa perception par le récepteur kinase S-lectine LORE. Les travaux menés au cours ce projet de thèse ont permis de mettre en évidence que le 3-OH-C10:0 est perçu au niveau racinaire par LORE, conduisant à l’activation d’une réponse immune innée et à la mise en place d’une résistance systémique (ISR) efficace contre le champignon nécrotrophe Botrytis cinerea. D’autre part, ces travaux ont révélés que les RLs sont aussi perçus au niveau racinaire et activent une ISR contre B. cinerea n’impliquant pas le récepteur LORE. L’ensemble de ces résultats montrent que les RLs ainsi que le 3-OH-C10:0, sont deux IPs reconnus par A. thaliana au niveau racinaire via des mécanismes indépendants et tous deux conduisant à l’activation d’une résistance systémique. / In their environment, plants are frequently challenged by pathogenic microorganisms. Plants are able to trigger an innate immune response to fight against the infection. This immune response is activated after perception of the microorganisms through Invasion Patterns (IPs). Rhamnolipids (RLs) are amphiphilic glycolipidics molecules produced by some bacterial species including Pseudomonas and Burkholderia. RLs are able to induce an immune response in the aerial part of several plant which is effective against phytopathogens. 3-hydroxydecanoic acid (3-OH-C10:0), a lipid building block from RLs, is known to trigger Arabidopsis thaliana immune responses in leaves after its perception by the bulb-type lectin receptor kinase LORE. In the present work, we showed that the 3-OH-C10:0 is also sensed by roots through LORE, triggering local immune responses and a systemic induced resistance (ISR) effective against the necrotrophic fungus Botrytis cinerea. In addition, this work revealed that RLs are also recognized by root cells, activating a LORE-independent ISR against B. cinerea. This work shows that RLs and 3-OH-C10:0 are different IPs independently recognized by A. thaliana roots but both inducing a systemic resistance in plants.