Etude du système Xer au travers de la transmission verticale et horizontale de l'information génétique chez les bactéries

par Florian Fournès

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Philippe Rousseau.

Soutenue le 03-10-2016

à Toulouse 3 , dans le cadre de École Doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse) .


  • Résumé

    Les génomes bactériens sont le siège de deux phénomènes de transferts de l'information génétique: les transferts verticaux et horizontaux. Leur coéxistence ce qui implique une délicate balance entre maintenance et instabilité des génomes. L'information génétique des bactéries est généralement portée par des réplicons circulaires : chromosomes et plasmides. Un des sérieux désavantages des réplicons circulaires est leur grande sensibilité aux réarrangements causés par recombinaison homologue. Un nombre impair de crossing-over pendant ou après la réplication de ces réplicons entraine la formation de molécules dimériques. Ces dimères correspondent à une fusion covalente des deux copies du réplicon, non-résolus les dimères ne ségrégeront pas correctement au moment de la division cellulaire. La résolution des formes multimériques des plasmides et chromosomes circulaires est médiée par un mécanisme de recombinaison spécifique de site efficace et extrêmement contrôlé : le système Xer. Les mécanismes de résolution des dimères de chromosome et de plasmide sont différents. De plus, bien que le système de résolution de dimères de chromosome soit contrôlé dans le temps et dans l'espace, chez de nombreuses bactéries il est détourné de son rôle principal par des éléments génétiques mobiles appelés IMEXs (Integrative Mobile Elements exploiting Xer). Le système Xer est alors impliqué dans les transferts verticaux et horizontaux de gènes, illustrant comment une même machine moléculaire peut intervenir dans plusieurs processus biologiques. Pour cela, des acteurs externes différents vont jouer un rôle clé dans le contrôle d'une machine Xer centrale et ainsi apporter une diversité de mécanismes, chacun dédié à une processus biologique propre. Afin de mieux comprendre les contrôles différentiels du système Xer, je me suis intéressé aux éléments génétiques mobiles. Via l'étude de la stabilité intra-chromosomique des IMEXs et de la résolution des dimères de certains grands plasmides, j'ai pu montrer que FtsK, la protéine activatrice de la résolution des dimères de chromosome, est impliquée dans la stabilisation des éléments acquis par transferts horizontaux de gènes.

  • Titre traduit

    Study the Xer system through the vertical and horizontal genetic transmission in bacteria


  • Résumé

    The genetic information of bacteria is generally carried by circular replicons: chromosomes and plasmids. One of the serious disadvantages of circular replicons is their high sensitivity to rearrangements caused by homologous recombination. An odd number of crossing-over, during or after the replication of these replicons, results in the formation of dimeric molecules. These dimers correspond to a covalent fusion between the two copies of the replicon. If they are not resolved, the dimers will not segregate properly at the time of cell division. The resolution of multimeric forms of circular plasmids and chromosomes is mediated by an efficient and highly controlled site-specific recombination mechanism: the Xer system. The mechanisms of resolution of the chromosome and plasmid dimers are different. In addition, even if the chromosome dimer resolution system is controlled in time and space, in many bacteria it is hijacked by mobile genetic elements called IMEXs (Integrative Mobile Elements Exploiting Xer). The Xer system is then involved in the vertical and horizontal transfer of genes, illustrating how the same molecular machine can intervene in several biological processes. For this, different external actors will play a key role in controlling a central Xer machine and thus bring a variety of mechanisms, each dedicated to a specific biological process. In order to better understand the differential controls of the Xer system, I focused on mobile genetic elements. By studying the intra-chromosomal stability of IMEXs and the resolution of large plasmids dimers, I was able to show that FtsK is involved in the stabilization of the acquired mobile genetic elements.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2016 par Université Paul Sabatier, Toulouse 3 [diffusion/distribution] à Toulouse

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  • Sous le titre : Etude du système Xer au travers de la transmission verticale et horizontale de l'information génétique chez les bactéries
  • Détails : 1 vol. (114 p.)
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