Intégration fonctionnelle du complexe SMC chez bacillus subtilis : étude de suppresseurs

par Camille Benoist

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Etienne Dervyn.

Le président du jury était Suzanne Sommer.

Le jury était composé de Etienne Dervyn, Suzanne Sommer, François Cornet, Bénédicte Michel, Olivier Espéli.

Les rapporteurs étaient François Cornet, Bénédicte Michel.


  • Résumé

    Les protéines de type SMC (pour « Structural Maintenance of Chromosomes ») sont impliquées dans différents aspects de la dynamique du chromosome tels que la condensation, la ségrégation et la réparation de l’ADN. En effet, une souche de Bacillus subtilis dépourvue de SMC présente des phénotypes sévères tels qu’un défaut dans la compaction et le partitionnement du chromosome, une sensibilité accrue à certaines drogues endommageant l’ADN ainsi qu’à des inhibiteurs de gyrase. Une telle souche est incapable de croître en condition de croissance rapide. Pour comprendre l’étendue des phénotypes associés à la perte de ce gène, une identification génétique de nouveaux partenaires a été entreprise : des suppresseurs spontanés de la délétion de smc ont été isolés en condition de croissance rapide. Différentes classes de suppresseurs ont été mises en évidence, suggérant que différentes mutations pouvaient restaurer la viabilité d’une souche dépourvue de SMC. Leur caractérisation a révélé qu'ils permettaient de restaurer une partie des défauts que présente le mutant Δsmc, en particulier la résistance aux inhibiteurs de gyrase, et semblaient limiter la formation de cassures de l'ADN. Par séquençage du génome complet des suppresseurs, certaines de ces mutations ont pu être identifiées, et semblent causer une perturbation de la voie de biosynthèse des ARN de transfert. Cette perturbation permet de restaurer le défaut de croissance, et ce plus efficacement qu’une inhibition de la traduction par des drogues comme le chloramphénicol, ou par la réduction du pool de nucléotides par l’hydroxyurée. L’ensemble de ces résultats suggère que la réponse stringente pourrait être en partie responsable du phénotype suppresseur. Il est proposé qu’en dehors de la compaction du chromosome, le complexe SMC soit directement impliqué dans le maintien de l’intégrité des fourches de réplication.

  • Titre traduit

    Functional integration of SMC protein in bacillus subtilus : suppressors characterization


  • Résumé

    SMC proteins (for "Structural Maintenance of Chromosomes") are involved in different aspects of chromosome dynamic such as condensation, segregation and DNA repair. Indeed, a Bacillus subtilis mutant lacking the SMC complex shows severe phenotypes such as defects in condensation and chromosome partitioning, an increase in sensitivity DNA damaging drugs or gyrase inhibitors. The viability of such strain is limited to conditions of slow growth. To understand the range of phenotypes associated with loss of this gene, a genetic identification of new partners was undertaken: spontaneous suppressors of smc deletion were isolated in rapid growth conditions. Different classes of suppressors have been identified, suggesting that different mutations could restore the viability of a strain lacking SMC complex. Characterization of suppressors revealed they can restore some of the defects shown in Δsmc mutant, particularly resistance to gyrase inhibitors, and seemed to limit the formation of DNA breaks. By sequencing the complete genome of suppressors, some of these mutations have been identified and cause an alteration of the biosynthetic pathway of transfer RNA. This disruption can restore the growth defect more efficiently than inhibition of translation by drugs such as chloramphenicol, or by reducing the pool of nucleotides by hydroxyurea. Taken together, these results suggest that the stringent response could be partly responsible for the suppressor phenotype. It is proposed that apart from the compaction of the chromosome, the SMC complex is directly involved in maintaining the integrity of replication forks.


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