Métabolisme énergétique et régulation de la biosynthèse d'antibiotiques chez streptomyces

par Nicolas Seghezzi

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Microbiologie

Sous la direction de Marie-Joëlle Virolle.


  • Résumé

    Les Streptomyces sont des bactéries filamenteuses du sol. Ces bactéries présentent un cycle de différenciation morphologique complexe et produisent de très nombreux métabolites secondaires bioactifs, dont la plupart des antibiotiques connus. La biosynthèse de ces métabolites est contrôlée par un réseau de régulation complexe dont l'étude de mutants sur-producteurs ou non-producteurs permet une meilleure compréhension. Un mutant du gène ppk (polyphosphate kinase) de S. Lividans présente une production accrue d'antibiotiques, et l'analyse de ce mutant a suggéré qu' une diminution de la concentration en ATP dans la cellule serait à l'origine de cette sur-production. Cette hypothèse a été testée en exprimant des gènes codant une ATPase chez S. Lividans, afin de générer un déficit artificiel en ATP dans la cellule. Il a été démontré que l'expression de l'ATPase stimule la production d'un antibiotique en particulier et que les profils de transcription de certains gènes impliqués dans la biosynthèse d'autres métabolites sont aussi modifiés par la diminution de la concentration en ATP dans la cellule. Un gène dont la sur-expression entraine l'inhibition de la différenciation morphologique et de la biosynthèse d'antibiotiques chez S. Coelicolor a également été identifié. Il a été démontré que ce gène code un régulateur transcriptionnel de type TetR dont la caractérisation a été initiée. Enfin, une banque de promoteurs synthétiques de forces variables a été construite pour permettre différents niveaux d'expression de gènes chez Streptomyces et a permis de révéler certaines caractéristiques du gène aphII, utilisé comme rapporteur pour l'analyse de ces promoteurs.

  • Titre traduit

    Energy metabolism and antibiotic biosynthesis regulation in streptomyces lividans


  • Résumé

    Streptomyces are soil-dwelling bacteria characterized by both a complex life cycle and the ability to synthesize numerous bio-active compounds such as antibiotics. Secondary metabolism is controlled by a highly intricate regulatory network and analysis of non-producing or over-producing strains can lead to a better understanding of gene regulation among this network. Deletion of the ppk gene (polyphosphate kinase) in S. Lividans leads to antibiotic overproduction. Analysis of the ppk mutant suggested that reduced ATP concentrations in the cell could trigger antibiotic biosynthesis. In order to test this hypothesis, genes encoding an ATPase were expressed in S. Lividans. By lowering intracellular ATP concentration, ATPase expression stimulated the biosynthesis of a specific antibiotic compound. It was also shown that transcription profiles of some others biosynthetic genes was also modified by ATP concentration. A gene encoding a negative regulator of both antibiotic biosynthesis and morphological differentiation in S. Coelicolor was also isolated. It was shown that this regulator belongs to the TetR transcriptional regulator family and its functional characterization was started. Finally, a library of synthetic promoters of various strengths was engineered in order to allow different levels of gene expression in Streptomyces. This work revealed interesting features of aphII gene used as a reporter in this study.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (206 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 169-206

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)135
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