Pour s’adaptater à l’environnement et répondre aux besoins énergétiques, tous les organismes doivent pouvoir contrôler l’expression de certains gènes. La trancription constitue le premier échelon de cette régulation en déterminant le niveau d’ARNm produit au cours du temps. Chez les procaryotes, une seule ARNp est responsable de la synthèse de l’ensemble des ARN de la cellule et celle-ci est soumise à différents types de régulation. Ce contrôle peut s’effectuer à tous les niveaux par des processus faisant intervenir bon nombre de facteurs externes ou intrinsèques à la transcription comme les pauses de l’ARNp. Les riborégulateurs sont des ARN structurés majoritairement retrouvés dans la région 5’ non traduite des ARNm bactériens qui vont réguler l’expression du gène situé en aval. Suite à la liaison d’un métabolite particulier, appelé ligand, le riborégulateur change de conformation induisant une réponse directe qui déterminera si un gène est exprimé ou non. Au cours de mes travaux j’ai établi le lien qu’il existait entre les pauses de l’ARNp au cours de la transcription et la structure des riborégulateurs. En prenant pour modèles deux riborégulateurs liant le TPP, j’ai identifié une conformation des riborégulateurs qui est réfractaire à la liaison du ligand. Cette structure appelée «Anti-P1» se forme lorsque l’ARNp pause à la fin du riborégulateur, ce qui détermine une fenêtre de liaison cotranscriptionnelle du ligand.

Staphylococcus aureus est une bactérie pathogène d’importance pouvant causer une multitude d’infections allant d’infections cutanées à des infections systémiques mortelles. Ce pathogène infecte l’homme ainsi que les animaux comme les porcs, bovins, volailles, etc. Chez les animaux, cette bactérie cause, entre autres, la mammite bovine. Il existe des souches de S. aureus qui sont résistantes à la méthicilline (SARM). Le nombre d’infections reliées aux SARMs est en constante évolution, car en plus de leur forte présence dans les hôpitaux, ces bactéries sont aussi présentes dans la communauté et auprès des animaux d’élevage. En plus de la résistance à la classe antibiotique des ß-lactamines, dont la méthicilline fait partie, plusieurs souches de SARMs sont résistantes à d’autres classes d’antibiotiques (macrolides, fluoroquinolones, aminoglycosides). De plus, plusieurs souches de S. aureus produisent des biofilms, soit des structures qui protègent les bactéries contre plusieurs facteurs de leur environnement. La plupart des antibiotiques sont moins efficaces pour tuer les bactéries se retrouvant dans cette structure. L’inefficacité de la plupart des antibiotiques existants envers ce pathogène demande la recherche de nouvelles classes d’antibiotiques ayant de nouvelles cibles thérapeutiques ce qui permettrait de cibler ce pathogène et de l’éliminer. De récentes recherches ont permis de découvrir une nouvelle classe d’antibiotiques, soit des pyrimidines modifiées, qui sont des ligands spécifiques du riborégulateur guanine, compris dans la classe des riborégulateurs purines. Ces molécules antibiotiques ont une cible très spécifique : elles sont efficaces lorsque le riborégulateur guanine contrôle spécifiquement la transcription du gène guaA, qui code pour la GMP synthétase. La position activée du riborégulateur résulte en la pleine transcription du gène guaA et subséquemment en la synthèse du GMP. Lorsqu’il y a un excès de guanine intracellulaire, ce ligand se lie spécifiquement à l’aptamère en 5’ du riborégulateur provoquant ainsi la formation d’une tige de terminaison qui empêche la transcription de guaA. En fait, chez S. aureus, le riborégulateur guanine contrôle tout l’opéron xpt-pbuX-guaB-guaA. Il a été démontré que la molécule 2,5,6-triaminopyrimidine-4-un (PC1), une pyrimidine modifiée, favorise la conformation terminatrice du riborégulateur guanine et ainsi, l’arrêt artificiel de la transcription de guaA. Par contre, cette molécule n’est pas encore parfaite. Il y a dimérisation en un composé inactif en présence d’oxygène. La suite des efforts de recherche a consisté à produire et identifier de nouvelles molécules de type pyrimidine dérivées de PC1 ou autres analogues de guanine et qui agissent comme antibiotiques en liant le riborégulateur guanine retrouvé chez les staphylocoques. En particulier, nous avons démontré l’efficacité in vitro et in vivo de la molécule GRL-206 contre les infections causées par les SARMs et les souches bovines de S. aureus. En parallèle, l’efficacité de GRL-206 a aussi été testée contre Staphylococcus epidermidis, un staphylocoque à coagulase négative (SCN) produisant des biofilms.

Les riborégulateurs sont un sujet de grand intérêt pour une partie de la communauté scientifique depuis leur découverte en 2002. Toutefois, comme ces structures retrouvées dans des ARNm ayant la capacité de réguler l'expression génétique en réponse à la liaison d'un petit métabolite sont présentées comme une cible antibiotique très prometteuse, les riborégulateurs intéressent maintenant les médias ainsi que la population en général. Malgré ce fort potentiel de cible antibiotique, il reste encore beaucoup d'interrogations à élucider avant de commercialiser des molécules ciblant les riborégulateurs afin de contrer une infection bactérienne chez un animal ou un humain. De cette manière, la recherche visant à mieux caractériser les riborégulateurs est d'une grande importance. L'étude présentée dans ce mémoire a donc comme objectif général de mieux caractériser le riborégulateur SAM-I d'un point de vue structural et fonctionnel. Grâce à des techniques de transcription in vitro à cycle unique (single-round in vitro transcription), d'acylation sélective du 2'-hydroxyle analysée par extension d'amorce (SHAPE) et de transfert d'énergie par résonnance de fluorescence (FRET), il a été possible de mieux caractériser deux éléments structuraux importants pour le repliement et la fonction du riborégulateur SAM-I. En effet, il a été démontré que l'appariement du coeur ainsi que l'identité des nucléotides de la jonction 1/4, sont essentiels au bon fonctionnement du riborégulateur. De plus, des essais d'électrophorèse comparative sur gel (CGE) ont permis de caractériser la phase ondulatoire de la rotation de la tige P1 du riborégulateur SAM-I ainsi que confirmer sa présence dans le cas d'un aptamère à 3 voies, c'est-à-dire qui ne possède pas de tige P4.

Chez les organismes procaryotes, l’adaptation rapide aux changements de l’environnement est synonyme de survie. Un des moyens utilisés pour s’adapter rapidement est un contrôle strict et efficace de l’expression génétique. Par exemple, un changement rapide de pH entraînera l’arrêt de synthèse de certains canaux dans le but de conserver un pH cellulaire interne stable se situant entre 7,2 et 7,8 chez la bactérie Escherichia coli.(Slonczewski et al. 1981) Alors, quand ces changements de l’environnement surviennent, la bactérie se doit de posséder des détecteurs efficaces qui peuvent réguler l’expression des gènes rapidement. Un des nombreux moyens utilisés chez les procaryotes pour détecter et contrôler l’expression génétique est l’utilisation des riborégulateurs. Ces ARN structurés sont localisés dans le 5’ non codant de certains gènes bactériens et permettent une régulation efficace de l’opéron avec lequel ils sont associés. Les riborégulateurs lient directement un métabolite, appelé ligand, ce qui entraîne un changement dans la structure d’ARN et permet une régulation du (des) gène (s) en aval du riborégulateur. Pour accomplir ces deux étapes, soit la détection et la régulation, les riborégulateurs se doivent d’être très structurés pour effectuer une reconnaissance spécifique du ligand et pour réguler l’expression génétique. Un des riborégulateurs les plus structurés est le riborégulateur btuB chez la bactérie E. coli. En effet, ce riborégulateur lie l’adénosylcobalamine (AdoCbl) et est constitué de quatorze tiges boucles ainsi que d’une structure particulière nommée pseudonoeud. Cette structure a été montrée par le passé comme étant importante pour la réponse au ligand dans un contexte in vivo.(Nahvi et al. 2002) Par contre, son rôle dans le changement de structure lors de la liaison du ligand est encore méconnu. Le but ce projet de maîtrise était de déterminer le rôle de ce pseudonoeud dans le changement de structure du riborégulateur lors de la liaison de l’AdoCbl à ce dernier. Les résultats de cette étude ont non seulement permis de déterminer que le pseudonoeud est important pour la communication de la liaison du ligand, mais qu’il est aussi important pour la liaison. De plus, nous avons aussi confirmé que le contexte transcriptionnel est essentiel pour que le pseudonoeud puisse être formé, comme suggéré par les précédents travaux de Perdrizet et al, (2012).

La régulation de l’expression génétique est essentielle afin qu’un organisme puisse s’adapter aux changements environnementaux. Chez les bactéries, la régulation peut s’effectuer à plusieurs étapes de l’expression des gènes (transcription, stabilité de l’ARN, traduction, maturation et dégradation des protéines) et par des mécanismes impliquant différents types de molécules (ADN, ARN, protéines, métabolites ou ions inorganiques). Traditionnellement, les protéines se situaient au centre de ces mécanismes de régulation. On sait maintenant que certains ARN, dont les riborégulateurs, ont également un grand rôle à jouer dans ce processus. Un riborégulateur est un élément génétique retrouvé dans une région non-codante de certains ARN messagers (ARNm), qui peut lier directement un ligand spécifique afin de réguler l’expression de son transcrit. Chez Escherichia coli (E. coli), trois riborégulateurs lient la thiamine pyrophosphate (TPP). Un d’entre eux, le riborégulateur thiB, n’a toujours pas été étudié. On croit qu’il contrôlerait, au niveau de l’initiation de la traduction, l’expression de l’opéron thiBPQ encodant un transporteur ABC de la thiamine. De plus, un petit ARN nommé SroA a précédemment été identifié grâce à des techniques de séquençage d’ARN. SroA correspond à l’aptamère du riborégulateur thiB, mais aucun rôle ne lui a été attribué à ce jour. Le présent mémoire porte sur la caractérisation du riborégulateur thiB d’E. coli. Dans un premier temps, nous avons démontré que le riborégulateur est fonctionnel. Le mécanisme permettant la régulation génétique en cis est cependant plus complexe que seulement la régulation prédite au niveau traductionnel. Dans un second temps, nous avons utilisé deux approches différentes à l’échelle transcriptomique afin de vérifier si SroA régule l’expression de certains ARNm en trans. Plusieurs cibles potentielles découlent de cette étude. Une caractérisation préliminaire de certaines d’entre elles est présentée ici et devra être poursuivie par des travaux subséquents. Les résultats présentés ici suggèrent que le riborégulateur thiB régulerait l’expression de l’opéron thiBPQ (en cis) et d’autres gènes en trans.

L'adaptation est un phénomène capital pour la croissance optimale et la survie des bactéries dans un environnement qui est constamment soumis à des changements physico-chimiques. Pour y parvenir, les bactéries doivent contrôler l'expression génétique de façon efficace, c'est-à-dire en ayant le moins de perte énergétique possible et ce, dans un laps de temps très court suite à la détection du stress. Chez les procaryotes, on dénombre plusieurs mécanismes différents pour réguler l'expression des gènes. Par exemple, la transcription de certains gènes peut être inhibée ou activée par des facteurs protéiques. Dans certains cas, c'est plutôt la stabilité de l'ARNm ou encore le niveau traduction du gène qui est affecté, on parle alors de régulation post-transcriptionnelle. Chez les bactéries, les petits ARN régulateurs, exprimés selon différentes conditions de stress, contrôlent majoritairement l'expression de leurs gènes cibles de manière post-transcriptionelle. En plus de ces régulations en trans , il a récemment été découvert que certaines structures conservées de l'ARN pouvaient également contrôler l'expression de gènes en cis lors de la liaison spécifique d'un ligand. Ces structures, aujourd'hui connues sous le nom de riborégulateur, sont divisées en plusieurs classes dépendamment du type de ligand qui est lié. Chez Escherichia coli , il y a six riborégulateurs dont trois riborégulateurs TPP (thiMD, thiCEFSGH et thiBPQ ), un riborégulateur lysine (lysC ), un riborégulateur FMN (ribB ) et un riborégulateur AdoCbl (btuB ). Les résultats, présentés dans ce mémoire, portent sur la caractérisation du mode de régulation du riborégulateur lysine chez E. coli . Ainsi, pour la première fois dans le domaine des riborégulateurs, nous avons démontré que le riborégulateur lysine contrôle l'expression du gène lysC par deux mécanismes distincts, soit au niveau de la traduction du gène et de la stabilité de l'ARNm. Également, nous avons mis en évidence que par un changement de structure, le riborégulateur lysine peut contrôler l'accessibilité du site de clivage à la RNase E et par le fait même, la stabilité de l'ARNm. Ce nouveau mode de régulation ne semble pas être unique au riborégulateur lysine puisqu'il semble, selon les résultats préliminaires, que le riborégulateur thiC régulerait l'expression de l'opéron thiCEFSGH par les mêmes mécanismes de régulation.

Vers la fin des années 1990 et au début des années 2000, l’idée que l’ARN puisse interagir directement avec de petits métabolites pour contrôler l’expression de certains gènes devient de plus en plus acceptée. Des recherches menées à cette époque ont permis la découverte de plusieurs structures d’ARN hautement conservées nommées riborégulateurs. La structure de ces ARN leur permet de reconnaître spécifiquement un ligand. La reconnaissance du ligand entraîne ensuite un changement de conformation dans l’ARN responsable du contrôle de l’expression génétique. Le but de cette thèse est d’étudier la structure et les changements de conformation du riborégulateur associé au gène add liant l’adénine chez Vibrio vulnificus. Ce riborégulateur étant relativement simple, les informations recueillies lors de cette étude pourront servir à comprendre le fonctionnement de riborégulateurs plus complexes. Dans l’introduction, la découverte des riborégulateurs sera décrite en plus des caractéristiques particulières et de l’importance de ces ARN. Par la suite, quelques exemples démontrant l’importance des structures d’ARN seront abordés. Ensuite, les techniques de fluorescence utilisées pour étudier les structures d’ARN au cours de cette thèse seront présentées. Enfin, les recherches effectuées sur les riborégulateurs adénine seront détaillées afin d’aider le lecteur à bien comprendre le type de riborégulateur au centre de cette thèse. Le chapitre 1 traite du repliement de l’aptamère suite à la liaison avec l’adénine. Dans ce chapitre, il est démontré que l’aptamère peut adopter trois conformations. Une modification de la séquence de l’aptamère de type sauvage a permis d’isoler ces trois conformations. Il a ensuite été possible d’identifier les caractéristiques propres à chacun des états. Le chapitre 2 s’intéresse à une région précise du riborégulateur adénine. Dans ce chapitre, la conformation du cœur de l’aptamère est étudiée plus en profondeur. Il y est possible de constater que le repliement du cœur de l’aptamère influence l’interaction boucle-boucle en présence de magnésium et de ligand. De plus, la présence de ligand, en concentration suffisante, permet le repliement du cœur et favorise le rapprochement des tiges P2 et P3 dans un aptamère muté pour empêcher la formation de l’interaction boucle-boucle. Il semble donc que le repliement du cœur de l’aptamère influence la structure globale de l’aptamère. Finalement, les travaux présentés dans les chapitres 1 et 2 seront mis en contexte avec la littérature scientifique disponible. Cette discussion tentera de réconcilier certaines observations contradictoires. Il sera ensuite question de l’impact que les travaux présentés dans cette thèse peuvent avoir dans le domaine de l’ARN. Enfin, quelques études à réaliser en continuité avec ces travaux seront proposées.

Chez une bactérie, la régulation de l’expression génétique est essentielle afin de maintenir l’équilibre, s’assurer du bon fonctionnement des processus cellulaires et mieux s’adapter aux changements environnementaux. Elle peut s’effectuer à plusieurs niveaux (la transcription, la traduction et la synthèse ou la dégradation des protéines), et par le bais de différents mécanismes, dont les protéines, font le plus grand part de cette régulation. Cependant, au début des années 2000, une découverte fascinante a mis en évidence un nouveau mécanisme de régulation dont l’ARN est l’acteur principal. Ce sont les riborégulateurs (riboswitches). Ces derniers sont localisés dans la partie non traduite de certains ARNmessagers (ARNm) et capable de lier un ligand spécifique sans l’intervention des protéines, afin de réguler l’expression génique du gène d’intérêt. Aujourd’hui, plusieurs familles de riborégulateurs sont caractérisées, entre autres les riborégulateurs c-di-GMP. Ces derniers sont présents chez plusieurs espèces bactériennes notamment les bactéries pathogènes telles que Clostridium difficile, une bactérie nosocomiale opportuniste qui a causé des problèmes majeurs durant les dernières années, vu sa multirésistance aux antibiotiques. Le séquençage de son génome a révélé la présence de 66 riborégulateurs dont 16 sont des riborégulateurs c-di-GMP. Il a été proposé que parmi ces derniers, certains régulent l’expression des gènes impliqués dans deux phénotypes essentiels chez C. difficile : la motilité et la formation du biofilm. La présente étude porte sur la caractérisation structurale et fonctionnelle de deux riborégulateurs c-di-GMP chez le C. difficile, le Cdi1-1 et Cdi1-12, qui se trouvent en amont du gène CD1990 et le gène CD2830 (ZmpI) respectivement. Au début, nous avons prédit les deux structures liées (en présence du ligand) et non liées (en absence du ligand). Nous avons ainsi démontré qu’un des deux riborégulateurs (Cdi1-12) est fonctionnel et capable de lier le c-di-GMP in vitro. Ensuite, nous avons caractérisé les changements structuraux potentiels lors de l’interaction riborégulateur Cdi1-12/ligand. Nous avons également caractérisé le mécanisme de régulation en cis du riborégulateur Cdi1-12 in vitro et nous avons constaté que c’est un riborégulateur transcriptionnel Rho-indépendant. À la fin de notre étude, nous avons confirmé le mode de régulation de ce riborégulateur in vivo dans la bactérie modèle Bacillus subtilis.

Les organismes unicellulaires sont très vulnérables aux changements rapides de leur environnement puisqu’ils sont en contact direct avec celui-ci. Les organismes unicellulaires utilisent plusieurs stratagèmes pour réguler l’expression génique et par conséquent, les diverses voies métaboliques nécessaires aux différentes conditions environnementales auxquelles ils sont confrontés. On sait maintenant que certains ARN, dont les riborégulateurs, ont également un grand rôle à jouer dans les processus de régulation de l’expression du génome. En général, les riborégulateurs sont des éléments génétiques situés dans les régions 5’ non traduites (5’ UTR) de l’ARN messager bactérien. Ces éléments possèdent une structure tertiaire bien définie qui est conservée à travers l'évolution. Les riborégulateurs subissent un changement de conformation en s’associant à un ligand spécifique et modulent l’expression des gènes qu’ils contrôlent en aval. Le rôle des riborégulateurs en relation avec le métabolisme des eubactéries peut être d’une grande importance. C’est le cas de Clostridium difficile qui voit son génome régulé par au moins une quarantaine de riborégulateurs. Étant un pathogène nosocomial, causant des infections contractées dans le milieu hospitalier, bien connu pour engendrer des complications au niveau de l’intestin, il est intéressant d’étudier la relation gène-riborégulateur-métabolisme chez C. difficile. De plus, les riborégulateurs ont montré un potentiel intéressant comme cible antibiotique pour combattre certaines infections. C. difficile possède quatre riborégulateurs guanine transcriptionnels qui contrôlent quatre gènes intervenant dans la voie de biosynthèse de la guanosine monophosphate (GMP). Deux de ces gènes interviennent directement dans la voie de synthèse du GMP soit une guanosine-monophosphate synthase (guaA) et une xanthine phosphoribosyltransférase (XPRTase) (xpt) ainsi que deux transporteurs de précurseur nommés CD630_21070 codant pour une perméase uracile/xanthine et CD630_ 27040 une perméase putative. Bien que quelques études ont démontré l’importance que pourrait avoir le gène guaA chez d’autres espèces bactériennes (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Streptococcus suis et, Salmonella thyphimurium), aucune étude de C. difficile n'a élucidé la relation entre les quatre riborégulateurs guanine et les gènes qu’ils contrôlent, de même que leur rôle au sein du métabolisme du GMP dans un contexte in vivo. Le présent mémoire porte sur l’étude de ces quatre riborégulateurs guanine chez C. difficile, les gènes régulés par ces riborégulateurs et leurs effets sur la biologie de C. difficile. Une fois que les recherches bio-informatiques ont été entreprises, le projet s’est divisé en deux grandes parties soit l’efficacité de régulation des riborégulateurs guanine et l’importance des quatre gènes qui sont sous le contrôle de ces riborégulateurs chez C. difficile 630. Afin de vérifier si les riborégulateurs guanine avaient une affinité acceptable pour leur ligand (guanine), des essais de cartographies chimiques ont été faits et des Kd ont été déterminés. Ces Kd se retrouvent tous dans le bas nanomolaire (nM) de 2,61 ± 1,29 nM pour le riborégulateur guaA et des Kd de 1,78 ± 0,95 nM, de 3,06 ± 0,29 nM et de 4,44 ± 2,75 nM pour les riborégulateurs xpt, CD_21070 et CD_27040 respectivement. Pour la deuxième partie du projet, quatre mutants d’inactivation de gène par insertion ont été conçus grâce à l’utilisation du système ClosTron. Ces quatre mutants, correspondant aux gènes guaA, xpt, CD630_21070 et CD630_27040, ont ensuite été analysés lors d’essais de croissance afin de vérifier les phénotypes associés aux inactivations de gènes. À la suite des résultats d’essais de croissance des divers mutants d’inactivation, une emphase a été mise sur le gène guaA et son riborégulateur puisque ce dernier montrait un phénotype d’inhibition de croissance. L’efficacité avec laquelle le riborégulateur guaA pouvait réprimer l’expression génique a été déterminée lors des essais de gène rapporteur gusA et de PCR quantitative en temps réel. Une baisse de l’expression ligand-dépendante a été observée dans des conditions variant en concentration de guanine. Le mutant de délétion par inactivation du gène guaA a aussi démontré une baisse dans sa capacité d’infecter un modèle murin. En effet, lors d’une étude d’infection en compétition avec le type sauvage, les décomptes cellulaires du mutant guaA étaient diminués de 4 logs. Ces résultats indiquent un rôle fondamental du gène guaA sur le pouvoir infectieux de C. difficile 630 et mettent en évidence l’importance du riborégulateur qui contrôle l’expression de ce gène. Toutes les expériences faites dans le cadre du projet ont été entreprises chez C. difficile 630 afin de garder un contexte plus naturel au cours des analyses. Les résultats présentés ici mettent en évidence le potentiel des riborégulateurs comme cibles antibiotiques. Des travaux futurs devront être effectués afin de vérifier l’effet que pourraient avoir certains analogues de ligands qui ciblent les riborégulateurs guanine sur la viabilité de C. difficile.

Malgré la découverte du c-di-GMP en 1987, ce n’est que durant la dernière décennie que l’importance de ce messager secondaire dans la régulation des phénotypes bactériens a été exposée. Synthétisé par des diguanylate cyclases (DGC) et dégradé par des phosphodiestérases spécifiques (PDE), le c-di-GMP est prédit pour être un messager secondaire très répandu chez les bactéries et pratiquement exclusif à celles-ci. Le c-di-GMP est particulièrement reconnu pour son rôle dans la transition des bactéries motiles et planctoniques vers la formation de biofilm chez les bactéries à Gram négatif telles qu’Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa et Vibrio cholerae. De plus, le c-di-GMP est impliqué dans la régulation de l’expression de certains facteurs de virulence chez certaines bactéries. Ainsi, il est possible de révéler les mécanismes de régulation de certains phénotypes importants par l’étude de la signalisation à c-di-GMP dans une bactérie donnée. Clostridium difficile est une bactérie pathogène causant des diarrhées nosocomiales, des colites et pouvant causer des décès chez l’Homme. Les phénotypes impliqués dans la pathogenèse de C. difficile et leur régulation demeurent en grande partie méconnus. Le génome de C. difficile 630 était prédit être capable de coder pour 37 DGC et PDE putatives, un nombre en apparence élevé pour une bactérie à Gram positif. L’objectif global de mon doctorat était de déterminer si la signalisation à c-di-GMP était fonctionnelle chez C. difficile puis de déterminer le rôle du c-di-GMP chez cette bactérie. Dans un premier projet, mes travaux de doctorat ont permis de démontrer que la majorité des 37 DCG et PDE putatives chez C. difficile 630 sont fonctionnelles. Les 31 DCG et PDE les plus conservées dans les différentes souches de C. difficile ont été exprimées dans V. cholerae afin d’évaluer indirectement leur capacité de synthèse et de dégradation du c-di-GMP en mesurant leur impact sur motilité et la formation de biofilm de V. cholerae. La surexpression d’une DGC chez V. cholerae réduit la motilité par flagelle et augmente la formation de biofilm, alors que l’inverse est observé lors de la surexpression d’une PDE. De plus, l’activité d’une DCG, CD1420 (renommée DccA, CD630_14200), et une PDE, CD0757 (renommée CD630_07570) a été démontrée plus explicitement par des essais enzymatiques in vitro. Ainsi, ce projet a exposé l’important potentiel de la signalisation à c-di-GMP chez C. difficile, jusqu’alors étudiée presque exclusivement chez les bactéries à Gram négatif. Dans un deuxième projet, mes travaux de doctorat ont permis de démontrer le rôle des pili de type IV (T4P) dans l’agrégation de C. difficile et la régulation de leur expression par un riborégulateur à c-di-GMP. Les riborégulateurs sont des structures ARN situées dans la région 5’UTR des gènes capables de réguler l’expression des gènes en aval en fonction de la liaison d’un métabolite spécifique. Parmi les 16 riborégulateurs à c-di-GMP prédits dans le génome de C. difficile 630, le riborégulateur c-di-GMP-II Cdi2_4 est situé en amont du locus principal de synthèse de T4P. Mes travaux ont permis de montrer que l’augmentation de la concentration de c-di-GMP intracellulaire se traduit par une augmentation de l’expression des gènes de T4P, la formation de T4P à la surface des cellules et l’agrégation dépendante des T4P. De plus, le mécanisme de régulation du riborégulateur Cdi2_4 a été démontré in vitro. La liaison du c-di-GMP au riborégulateur Cdi2_4 prévient la formation d’un terminateur transcriptionnel et favorise ainsi la transcription des gènes de T4P en aval. Depuis la mise en évidence de la signalisation à c-di-GMP chez C. difficile dans la première partie de mon doctorat, un certain nombre de phénotypes régulés par c-di-GMP chez cette bactérie ont pu être déterminés ou prédits. Notamment, le c-di-GMP inhibe la transcription des gènes des flagelles en se liant au riborégulateur c-di-GMP-I Cd1 en amont et inhibe indirectement la production des toxines TcdA et TcdB. La démonstration de l’effet positif du c-di-GMP sur l’agrégation des cellules via les T4P, dans la deuxième partie de mon doctorat, contribue à notre compréhension de la signalisation à c-di-GMP chez C. difficile. Il apparait que le c-di-GMP inhibe la motilité et favorise la formation de structures pluricellulaires chez C. difficile à l’instar de plusieurs bactéries, néanmoins par des mécanismes de régulation distincts.