Compaction du nucléoïde et radiorésistance : chez la bactérie Deinococcus radiodurans

par Hong Ha Nguyen

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Suzanne Sommer.

Soutenue en 2010

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


  • Résumé

    Deinococcus radiodurans est une des bactéries les plus radiorésistantes. La structure compacte du nucléoïde pourrait participer à la radiorésistance en limitant la diffusion des fragments d’ADN générés après irradiation. Ma thèse porte sur l’étude des protéines qui sont associées au nucléoïde de D. Radiodurans telles que HU, Dps1 et Dps2 et des protéines connues pour jouer un rôle dans la structuration de l’ADN, telles que SMC et les ADN-topoisomérases. J’ai démontré que HU de D. Radiodurans est essentielle à la viabilité cellulaire et joue un rôle majeur dans la compaction et la structuration du nucléoïde. Sa déplétion progressive induit d’abord un fractionnement en plusieurs entités du nucléoïde puis sa décompaction totale suivie de la lyse cellulaire. L’expression de son homologue le plus proche, HU de Deinococcus deserti, important pour la radiorésistance chez cet organisme, peut compenser l’absence d’HU chez D. Radiodurans. L’extension N-terminale d’une quarantaine d’acides aminés de ces deux protéines HU est essentielle à leur fonctionnalité. Par contre, l’expression de la protéine HUd’E. Coli ne peut pas complémenter l’absence de HU et perturbe la croissance de D. Radiodurans. Inversement, celle de HU de D. Radiodurans chez E. Coli perturbe la division cellulaire et induit la filamentation. La déplétion des protéines Dps1, Dps2 ou SMC chez D. Radiodurans n’induit aucun phénotype concernant la structure du nucléoïde, la croissance cellulaire et la radiorésistance à l’exception d’une sensibilité accrue du mutant dépourvu de SMC aux inhibiteurs de l’ADN-gyrase. HU serait donc une des protéines majeure responsable de la structuration du nucléoïde chez D. Radiodurans.

  • Titre traduit

    Nucleoid compaction and irradiation resistance


  • Résumé

    Deinococcus radiodurans possesses an exceptional ability to withstand the lethal effects of ionizing radiation. It was proposed that the compact structure contributes to radioresistance by preventing the dispersion of DNA fragments generated by irradiation. In this work, I characterise proteins associated with the D. Radiodurans nucleoid or participating its organization, including HU, Dps1 and Dps2, SMC et DNA-topoisomerases. Here, we show that HU is an essential protein involved in nucleoid-organization and DNA- compaction in D. Radiodurans. Its progressive depletion at the non permissive temperature generated decondensation of DNA before fractionation of the nucleoid into several entities and subsequent cell lysis. The production of its closest homolog, the Deinococcus deserti HU protein, shown to be involved in radioresistance of this organism, compensated for the absence of D. Radiodurans HU. The 47 amino-acid N-terminal extension is essential for the functionality of these two HU proteins. In constrast, the production of E. Coli. HUcould not compensate the HU loss and affected the D. Radiodurans growth. Conversely, when D. Radiodurans HU was produced in E. Coli, the cellular growth was affected and cells formed filaments. Surprisingly, no change in nucleoid morphology, cell viability or cell survival after irradiation were observed in dps and smc mutants compared to the wild type, except an enhanced gyrase-inhibitor sensitivity of smc cells. These results suggest that HU would be one of the major proteins which are responsible for correct nucleoid organization in D. Radiodurans.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (172 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 161-171

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