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L’homéostasie des métaux chez la bactérie Escherichia coli : de l’analyse générale d’un stress sur l’expression des gènes, à la compréhension des mécanismes moléculaires
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Gault, Manon |
| Copyright Year | 2014 |
| Abstract | Les metaux sont indispensables a la vie cellulaire car ils sont constitutifs des proteines. Les ions Ni, font partie integrante des hydrogenases, enzymes primordiales pour le metabolisme energetique. Paradoxalement, en exces, les metaux deviennent toxiques pour la cellule. Les bacteries luttent contre cette toxicite en produisant des systemes de resistance ou d’adaptation. Les cellules procaryotes peuvent equilibrer les teneurs en metaux en controlant leur entree ou leur efflux grâce a la biogenese de transporteurs specifiques. L’objectif de ces travaux de these a consiste a comprendre les mecanismes principaux permettant a la bacterie modele Escherichia coli de s’adapter a de fortes variations en ions metalliques, en prenant comme modele un stress provoque par un exces d’ions Ni. Afin d’apprehender l’ensemble de la reponse cellulaire, l’effet de ce stress a ete evalue sur l’expression de l’ensemble des genes d’E. coli par des approches de transcriptomique couplees a une validation fonctionnelle. L’exces d’ions Ni induit le systeme d’efflux RcnRAB. En plus de la pompe d’efflux RcnA, ce systeme comporte une proteine periplasmique, RcnB, qui module le trafic des ions Ni ou Co via RcnA. Ces travaux ont montre que RcnB n’interagit pas avec les ions Ni ou Co mais de facon inattendue avec les ions Cu, definissant une nouvelle classe de cupro-proteines. Nous montrons que si RcnB n’intervient pas dans le controle de l’homeostasie du Cu, l’interaction avec ces ions est essentielle a sa fonction dans la modulation de l’efflux des ions Ni et Co. Ces resultats suggerent des connexions entre les differents systemes de maintien des homeostasies metalliques. Les resultats d’analyse transcriptomique montrent une forte modulation de l’expression des genes impliques dans les homeostasies du Cu et du Fe en presence d’un exces d’ions Ni, correlee a une augmentation cellulaire de leur teneur mesuree par spectrometrie plasma. Ces metaux sont responsables de la production d’especes reactives oxygenees entrainant de serieux degâts cellulaires, une des cibles privilegiee etant l’ADN. Nous montrons que les ions Ni ne provoquent pas de cassures de l’ADN et n’ont pas d’effet mutagene, par contre ils provoquent une modification importante de l’etat de repliement de l’ADN. Nous proposons que ce relâchement de l’ADN soit du a l’induction indirecte d’un stress oxydant. Ces travaux ont aboutis a l’identification du premier systeme de transport specifique des ions Ni a travers la membrane externe chez E. coli. En resume, un exces d’ions Ni affecte les systemes specifiques d’entree et d’efflux des ions metalliques troublant les teneurs intracellulaires des autres metaux comme le Cu et le Fe. Ces metaux sont en partie responsables de la production de ROS letaux pour les cellules bacteriennes. L’exces de Ni va induire une profonde reprogrammation genetique entrainant des changements physiologiques multifactoriels importants pour la survie bacterienne dans ces conditions de stress. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01242555/document |
| Alternate Webpage(s) | http://theses.insa-lyon.fr/publication/2014ISAL0130/these.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
