Etude de la régulation post-transcriptionnelle de l'expression du système à deux composants PhoQ-PhoP par les ARN régulateurs chez Escherichia coli

par Audrey Coornaert

Thèse de doctorat en Microbiologie [procaryote et eucaryote]

Sous la direction de Mathias Springer.

Soutenue en 2012

à Paris 7 .


  • Résumé

    Les bactéries ont développé diverses stratégies leur permettant de survivre aux brusques changements de leur environnement. Par exemple, les systèmes à deux composants (SDC) sont des régulateurs transcriptionnels majeurs: souvent, une kinase, stimulée dans des conditions spécifiques, active le régulateur transcriptionnel qui lui est associé, afin de permettre la régulation de l'expression de ses gènes cibles. PhoQ-PhoP est un SDC central, activé dans des conditions de faible concentration de magnésium, d'acidification du milieu ou encore par les peptides antimicrobiens. En réponse, il active l'expression de nombreux gènes. Les ARN régulateurs sont aussi un moyen rapide d'adaptation. Chez les bactéries, l'action d'un grand nombre d'entre eux dépend de la protéine chaperon à ARN Hfq. Leur mode d'action consiste à s'apparier directement à l'ARNm cible par complémentarité imparfaite de séquence. Il en résulte une régulation, positive ou négative, de la traduction et/ou de la stabilité de l'ARNm cible. Nous avons montré que MicA et GcvB, deux ARN régulateurs Hfq-dépendants, réprimaient directement l'expression dephoPQ en se fixant à la région de démarrage de la traduction dephoP, entrant ainsi en compétition avec la fixation du ribosome. Etonnamment, ils affectent différemment l'expression des gènes cibles de PhoP : alors que MicA, contrôlé par sigma E, réprime l'expression du régulon, GcvB a un effet plutôt activateur. Ce résultat troublant attend encore une explication, même s'il semble lié à un effet pléiotropique de GcvB dans la cellule. Nous avons mis en évidence un lien entre trois systèmes d'adaptation bactériens différents: les ARNreg, les SDC et les facteurs sigma.

  • Titre traduit

    Study of Post-transcriptional Regulation of Expression of PhoQ-PhoP two-component System by small regulatory RNA in Escherichia coli


  • Résumé

    Bacteria have developed many strategies allowing them to adapt and live in ever changing environments. Among them, two- component Systems are key regulators of transcription: in most cases, a histidine kinase protein, stimulated by specific signals, activates its cognate response regulator, leading to regulation of the expression of target genes. PhoQ-PhoP is one of those two-component Systems, and is activated by low extracellular magnesium concentration, low pH or antimicrobial peptides. In response, it activates the expression of dozens of genes involved in magnesium import, bacterial virulence or response to acid stress. Small regulatory RNAs are also involved in the rapid adaptation of gene expression to the environment. In bacteria, there is a particular class, whose activity is dependent on the RNA chaperone Hfq. They act by pairing with target mRNA(s) via imperfect duplexes and modify, either positively or negatively, target mRNA translation and/or stability. We have showed that MicA and GcvB, two Hfq-dependent small regulatory RNAs, directly dowriregulate PhoQ-PhoP synthesis by pairing with the translation initiation region of the first cistron ofphoPQ mRNA, thereby inhibiting binding of the small ribosomal subunit. Surprinsingly, these regulations differently affect expression of the PhoP regulon: MicA has, as expected, a negative effet on the regulon, while GcvB seems to have a positive effect. This unexpected result is still under investigation but seems to be related to a pleiotropic effect of GcvB in the cell. More generally, we highlighted a link between three different bacterial adaptative regulatory Systems: sRNA, two-component Systems and sigma factors.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (236 p.)
  • Annexes : 281 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2012) 129
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