Le métabolisme du soufre et sa régulation chez les streptocoques

par Brice Sperandio

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Pierre Renault.

Soutenue en 2006

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

mots clés

• Régulation transcriptionnelle
• Génomique

Résumé

La cystéine et la méthionine interviennent dans le fonctionnement cellulaire au niveau de différents processus essentiels tels que l'initiation des synthèses protéiques ou divers réactions d'oxydoréduction. Chez les procaryotes, peu de données sont disponibles concernant les voies de biosynthèse et de transport de ces deux acides aminés soufrés, les gènes impliqués ainsi que leur régulation. Chez les bactéries modèles E. Coli et B. Subtilis, le contrôle de ces gènes est complexe et fait intervenir différents mécanismes et régulateurs. Nous avons entrepris une étude globale du métabolisme du soufre et de sa régulation chez les Streptocoques via des approches de génomique comparative, de génétique réverse, de transcriptomique et de caractérisation d'interactions protéines régulatrices-promoteurs. De façon remarquable, cette étude à permis d'établir deux modèles distincts de régulation de ce métabolisme chez ces bactéries. Un premier modèle, chez L. Lactis, repose sur le contrôle par le régulateur FhuR de la plupart des gènes de biosynthèse et de transport de la cystéine et de la méthionine. Un second modèle plus complexe, chez S. Mutans, implique un trio de régulateurs, CysR, MetR et SapR, contrôlant respectivement les gènes de biosynthèse et de transport de la cystéine, ceux du métabolisme de la méthionine, et ceux appartenant à des étapes charnières du métabolisme du soufre. Par une approche comparative, nous avons montré l'applicabilité de ce modèle tripartite aux autres espèces de Streptocoques. Ce travail fournit deux nouveaux modèles distincts de ceux déjà établis concernant la régulation du métabolisme du soufre chez les bactéries.

Titre traduit

Sulfur metabolism and its regulation in streptococci

Résumé

Cysteine and methionine availability influences many processes in the cell. In E. Coli or B. Subtilis, transcription of the specific genes involved in the synthesis of these two amino acids is usually regulated by different mechanisms or regulators. We began a global study on sulfur metabolism and its regulation in Streptococcaceae by comparative genomic, reverse genetic, transcriptomic study and caracterisation of promotor-regulator interactions. Noteworthy, we found that genes responsible for cysteine and methionine biosynthesis and transport are under the control of a unique transcriptional regulator in Lactococcus lactis, whereas three regulators share this function in Streptococcus mutans. The overall view of sulfur regulatory network in these two Streptococcaceae has led us to propose two unique and distinct regulatory schemes. These models enrich the vision which we have for sulfur metabolism and its regulation in bacteria.