Étude de la structure et de l'expression des gènes de biosynthèse des pyrimidines chez Dictyostelium discoideum

par Michel Faure

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Michel Jacquet.

Soutenue en 1987

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Michel Jacquet.

Le jury était composé de Michel Véron, Francis Quétier, Richard H. Kessin, Jean-Claude Patte, François Lacroute, Michel Jacquet.

Les rapporteurs étaient Michel Véron, Francis Quétier.


  • Résumé

    Dans cette thèse nous apportons une contribution à l'étude de la structure des gènes de biosynthèse des pyrimidines chez Dictyostelium discoideum et nous analysons leur expression sous différentes conditions. Sur l'un des plasmides portant le gène DdPYB4 obtenus par complémentation de la mutation ura1 de levure nous avons découvert une partie d'un nouveau gène. Afin d'identifier ce gène nous avons cloné la partie manquante et séquencé deux régions représentant 65% de la séquence codante estimée à 7,2 kb. Les activités enzymatiques codées par ce gène ont été identifiées par les analogies de séquences protéiques qu'il présente avec d'autres gènes de biosynthèse des pyrimidines, en particulier le gène rudimentary de Drosophile. Ce gène appelé DdPYB1-3 code pour une protéine multifonctionnelle portant les activités CPSase (EC 2. 7. 2. 9), ATCase (EC 2. 1. 3. 2) et DHOase (EC 3. 5. 2. 3). De plus nous avons montré que le gène DdPYB1-3 est transcrit en un ARNm polyadénylé de 7,5 kb. Il apparaît que chez Dictyostelium discoideum les six activités de la voie de biosynthèse des pyrimidines sont codées par seulement trois gènes comme chez la Drosophile et les mammifères. Ces gènes sont : DdPYB1-3, DdPYB4 codant pour l'activité DHOdéhase (EC 1. 3. 3. 1) et DdPYR5-6 codant pour les activités OPBTase (EC 2. 4. 2. 10) et OMPdécase (EC 4. 1. 1. 23). En utilisant le 6-azauracile pour inhiber l'activité OMPdécase, nous avons observé un ralentissement de la croissance et une augmentation d'un facteur 2 de l'expression des gènes DdPYR4 et DdPYB5-6 à la fois au niveau des ARNm accumulés et au niveau enzymatique. Pour le gène DdPYR5-6 nous avons montré que cette augmentation a une origine transcriptionnelle. Nous montrons aussi que le niveau d'accumulation des ARNm des gènes de biosynthèse des pyrimidines diminue très fortement dès le début du développement et reste bas jusqu'aux stades tardifs du développement où une légère augmentation est observée. Pour les gènes DdPYR4 et DdPYB5-6 nous avons montré que le niveau des activités enzymatiques correspondantes reste stable; ceci peut s'expliquer, si l'on suppose que ces protéines sont stables, par le fait que les divisions cellulaires cessent pendant le développement. Pour les gènes DdPYB1-3 et DdPYR5-6 nous avons observé au niveau transcriptionnel des variations similaires à celles observées au niveau des ARNm, mais d'amplitude beaucoup plus faible indiquant que des mécanismes postranscriptionnels pourraient être aussi impliqués. Ce travail fait apparaître de nombreuses similitudes entre Dictyostelium discoideum et les eucaryotes supérieurs tant au niveau de la structure des gènes de biosynthèse des pyrimidines que de leur régulation pendant le développement.

  • Titre traduit

    Study of the structure and expression of the pyrimidine biosynthetic pathway genes of dictyostelium discoideum


  • Résumé

    Ln this thesis we contribute to the study of the structure of the pyrimidine biosynthetic genes of Dictyostelium discoideum and we analyse their expression under different growth and developmental conditions. On one of the plasmids carrying the DdPYR4 gene obtained by complementation of the yeast mutation ura1 we found a part of a new gene. To identify this gene we cloned the missing part and sequenced two regions of the gene which represent 65% of a 7. 2 kb estimated coding sequence. The enzymatic activities encoded by this gene were identified by the homology at the protein level that it shares with other pyrimidine biosynthetic genes, in particular with the rudimentary gene of Drosophila. This gene, called DdPYR1-3, encodes a multifunctional protein carrying CPSase (EC 2. 7. 2. 9), ATCase (EC 2. 1. 3. 2) and DHOase (EC 3. 5. 2. 3) activities. Ln addition we found that the gene DdPYR1-3 is transcribed as a 7. 5 kb polyadenylated mRNA. Lt appears that in Dictyostelium discoideum the 6 enzymatic activities of the pyrimidine biosynthetic pathway are encoded by only 3 genes as in Drosophila and mammals. These genes are: DdPYR1-3, DdPYR4 encoding the DHOdehase (EC 1. 3. 3. 1) activity and DdPYRS-6 encoding the OPRTase (EC 2. 4. 2. 10) and OMPdecase (EC 4. 1. 1. 23) activities. Using 6-azauracil to inhibit the OMPdecase activity, we observed a decrease in the growth rate and a 2-fold increase in the expression of the DdPYR4 and DdPYRS-6 genes at the enzymatic and mRNA level. For the DdPYR5-6 gene we show that this increase has a transcriptional origin. We show that the mRNA level produced by transcription of the pyrimidine genes decreases dramatically after the onset of development and stays law throughout development except at late stages when a slight increase is observed. For the DdPYR4 and DdPYR5-6 genes we show that the corresponding enzymatic activities remain stable. This result can be explained by postulating that these proteins are stable and by the fact that no cellular division occurs during development. For the DdPYR1-3 and DdPYR5-6 genes we observe similar variations at the transcriptional level to those observed at the mRNA level but with a much smaller amplitude, indicating that some postranscriptional mechanism could be involved. This work reveals numerous similaraties between Dictyostelium discoideum and higher eukaryote pyrimidine biosynthetic pathways at the structural level and regarding gene regulation during development.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (170 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 148-165

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1987)313
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-034641
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