Identification and characterization of a novel anti-adaptor proteins protecting RpoS from degradation in Escherichia coli
Bacteria are constantly exposed to environmental stresses and rely on adaptive mechanisms to survive. In Escherichia coli, the general stress response is primarily controlled by the alternative sigma factor RpoS, which reprograms gene expression in response to changing environmental conditions. RpoS stability is regulated by RssB, an adaptor protein that targets it for degradation by the ClpXP protease. Under stress conditions, anti-adaptor proteins, also known as inhibitors of RssB activity (Ira proteins), sequester RssB, thereby preventing RpoS degradation. However, the full diversity of these proteins and their contribution to bacterial stress adaptation remain poorly understood.
The first part of my PhD project focuses on identifying novel Ira proteins in E. coli K-12 MG1655. Using a bacterial two-hybrid screen, we identified AnmK, a kinase involved in murein recycling, as a new RssB-interacting partner. Our results show that AnmK promotes RpoS stabilization, supporting its role as a novel Ira protein. We are currently characterizing this new regulatory pathway as well as its contribution to stress adaptation.
The second part of my project explores Ira diversity in natural E. coli isolates. Our current knowledge on the general stress response is mostly based on studies using laboratory adapted strains which might minimize the essential adaptative role played by RpoS. We performed a phylogenomic analysis of ira genes across a collection of 1,224 E. coli strains. This analysis revealed that previously characterized Ira proteins are underrepresented in phylogroup B2, which includes several emerging strains of concern. To identify novel anti-adaptor proteins in these strains, we developed a genetic screening approach.
Overall, this project aims to uncover the diversity of the Ira network and elucidate its role in RpoS regulation, bacterial stress adaptation, and survival under diverse stress conditions.
Identification et caractérisation d’une nouvelle protéine anti-adaptatrice protégeant RpoS de la dégradation chez Escherichia coli
Les bactéries sont constamment exposées à des stress environnementaux et dépendent de mécanismes adaptatifs pour survivre. Chez Escherichia coli, la réponse générale au stress est principalement contrôlée par le facteur sigma alternatif RpoS, qui reprogramme l’expression génique en réponse aux variations des conditions environnementales. La stabilité de RpoS est régulée par RssB, une protéine adaptatrice qui la cible pour la dégradation par la protéase ClpXP. En conditions de stress, des protéines anti-adaptatrices, également appelées inhibiteurs de l’activité de RssB (protéines Ira), séquestrent RssB, empêchant ainsi la dégradation de RpoS. Cependant, la diversité complète de ces protéines et leur contribution à l’adaptation bactérienne au stress demeurent mal comprises.
La première partie de mon projet de thèse porte sur l’identification de nouvelles protéines Ira chez E. coli K-12 MG1655. À l’aide d’un crible double-hybride bactérien, nous avons identifié AnmK, une kinase impliquée dans le recyclage de la muréine, comme un nouveau partenaire d’interaction de RssB. Nos résultats montrent qu’AnmK favorise la stabilisation de RpoS, confirmant son rôle de nouvelle protéine Ira. Nous caractérisons actuellement cette nouvelle voie de régulation ainsi que sa contribution à l’adaptation au stress.
La seconde partie de mon projet explore la diversité des protéines Ira au sein d’isolats naturels d’E. coli. Nos connaissances actuelles sur la réponse générale au stress reposent principalement sur des études menées sur des souches adaptées au laboratoire, ce qui pourrait sous-estimer le rôle adaptatif essentiel joué par RpoS. Nous avons réalisé une analyse phylogénomique des gènes ira sur une collection de 1 224 souches d’E. coli. Cette analyse a révélé que les protéines Ira précédemment caractérisées sont sous-représentées dans le phylogroupe B2, qui regroupe plusieurs souches émergentes préoccupantes. Afin d’identifier de nouvelles protéines anti-adaptatrices chez ces souches, nous avons développé une approche de criblage génétique.
Dans l’ensemble, ce projet vise à dévoiler la diversité du réseau Ira et à élucider son rôle dans la régulation de RpoS, l’adaptation bactérienne au stress et la survie dans diverses conditions de stress.
