Le système de dégradation des parois végétales de Clostridium cellulolyticum : diversité et adaptation au substrat

par Jean-Charles Blouzard

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Microbiologie moléculaire et biotechnologie

Sous la direction de Henri-Pierre Fierobe.


  • Résumé

    Clostridium cellulolyticum est une bactérie anaérobie capable de dégrader les parois végétales grâce à la sécrétion d’enzymes libres de complexes multienzymatiques et appelés cellulosomes. Les enzymes, libres ou cellulosomales, sont dotées d’activités variées afin de dégrader efficacement les différents polymères des parois végétales (cellulose, hémicelluloses, pectines). Au début de ma thèse, seulement seize gènes étaient identifiés. Ils codent essentiellement pour des cellulases ; impliquées dans l’hydrolyse de la cellulose. Mon travail de thèse a consisté à appréhender la diversité enzymatique du système de dégradation. Des électrophorèses bidimensionnelles ont révélé une soixantaine de protéines dont trente cellulosomales. Une méthode innovante a permis d’identifier sept gènes jusqu’alors inconnus dont quatre gènes appartenant à un regroupement de quatorze gènes spécialisés dans la dégradation des hémicelluloses. Au cours de ma thèse, la mise à disposition de la séquence du génome a permis de réaliser l’inventaire complet des composants du système de dégradation. L’identification par spectrométrie de masse des composants sécrétés dans différentes conditions de culture, alliée à ces données de séquence, ont révélé que C. Cellulolyticum module la composition de ses cellulosomes en fonction du substrat utilisé. L’expression du regroupement de gènes spécialisés dans la dégradation des hémicellulose est notamment induite lors d’une croissance sur paille. Un dernier aspect de mon travail était de construire un outil de mutagénèse aléatoire fonctionnel chez C. Cellulolyticum afin d’identifier les composants essentiels du système. Parmi les outils testés, un premier, dérivant du transposon Tn1545 de Streptococcus pneumoniae, permet l’insertion aléatoire et monocopie dans le génome de C. Cellulolyticum alors que le second, dérivant de la séquence d’insertion ISS1 de Lactococcus lactis, peut être utilisé comme outil d’insertion ciblé dans le génome.

  • Titre traduit

    ˜The œplant cell wall degradation system of Clostridium cellulolyticum : diversity and substrate adaptation


  • Résumé

    Clostridium cellulolyticum is an anaerobic bacterium able to degrade plant cell wall (cellulose, hemicelluloses, pectins) through the secretion of multienzymatic complexes, named cellulosomes, and free enzymes. These enzymes, cellulosomal or free, have various enzymatic activities to efficiently degrade the miscellaneous polymers of plant cell wall. At the beginning of my PhD, only 16 genes encoding cellulases were identified. Cellulases are implicated in the cellulose hydrolysis. My PhD aim consisted in highlighting the enzymatic diversity of this degradation system. 2D-electrophoresis revealed about sixty proteins, among them, thirty are cellulosomal. Using an innovative PCR method we identified seven genes belonging to the system. Among them, four belong to a fourteen gene cluster specialized in the hemicellulose degradation. During my PhD, released of the C. Cellulolyticum genome enabled the establishment of the complete repertory of degradation system components. Identification of components, by mass spectrometry, secreted during growth on different substrates, highlighted that C. Cellulolyticum could modulate the cellulosome composition according to the growth substrate. In particular, the expression of the gene cluster involves in hemicellulose degradation is induced when straw is the growth substrate. Another aspect of my work was to develop a tool to perform random insertional mutagenesis in C. Cellulolyticum. A Tn1545 derivative allowed random and monocopie mutagenesis in genome whereas the use of ISS1 insertion sequence from Lactococcus lactis, allow monocopie integration of genes in the genome.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. ([12]-168 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.151-168

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SCT 945
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.