Molecular mechanisms and signaling pathways involved in genome stability in the human fungal pathogen, Candida albicans

par Adeline Feri

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie. Infectiologie, microbiologie

Sous la direction de Marie-Elisabeth Bougnoux et de Mélanie Legrand.

Soutenue le 26-09-2016

à Sorbonne Paris Cité , dans le cadre de École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris) , en partenariat avec Unité Biologie et Pathogénicité Fongiques (Paris) (équipe de recherche) et de Université Paris Diderot - Paris 7 (établissement de préparation) .

Le président du jury était Philippe Silar.

Le jury était composé de Mélanie Legrand, Timothy C. Humphrey, Alix Coste.

Les rapporteurs étaient Cécile Fairhead, Timothy C. Humphrey.

  • Titre traduit

    Mécanismes moléculaires et voies de signalisation impliqués dans la stabilité du génome du champignon pathogène de l'homme, Candida albicans


  • Résumé

    La levure Candida albicans présente une tolérance élevée aux réarrangements de son génome et en particulier, aux pertes d’hétérozygotie (LOH). Ces LOH sont le plus souvent le résultat de la réparation d’une cassure double-brin de l’ADN (DNA DSB) et jouent un rôle important dans différents aspects de la biologie de C. albicans. Afin d’étudier les mécanismes moléculaires à l’origine des LOH, nous avons combiné un système d’induction d’un DNA DSB par la méganucléase I-SceI et un système rapporteur de LOH optimisé pour l’analyse par FACS. La surexpression de I-SceI entraine une forte augmentation du taux de LOH, principalement des conversions géniques. La caractérisation des cellules ayant subi une LOH a permis d’identifier des allèles récessifs délétères et létaux présents à l’état hétérozygote dans le génome de la souche de laboratoire de C. albicans. Ces allèles influent sur la nature des LOH observés suite à un DNA DSB. Nous avons également caractérisé la fidélité de la réparation d’un DNA DSB induit par I-SceIchez C. albicans. Cette étude a permis de décrire des recombinaisons complexes et inattendues se déroulant pendant les événements de break-induced replication et de conversions géniques avec crossover. En parallèle, une collection de 564 plasmides de surexpression pour des gènes impliqués dans les voies de signalisation et dans l’intégrité du génome et de la paroi a été transformée dans une souche possédant les deux systèmes mentionnés ci-dessus. L’analyse des transformants dans des conditions ou non d’expression de I-SceI a permis d’identifier des gènes dont la surexpression augmente le taux basal de LOH ou diminue le taux de LOH élevé du à l’expression d’I-SceI.


  • Résumé

    The Candida albicans genome displays a high tolerance to rearrangements, notably loss-ofheterozygosity (LOH) events. These events most often result from the repair of DNA double-strandbreaks (DSBs) and are known to play an important role in different aspects of C. albicans biology.To study the molecular mechanisms leading to LOH, we have combined an I-SceI meganuclease-dependent DSB-inducing system with a FACS-optimized reporter system of LOH. Our results show that expression of I-SceI leads to a dramatic increase in the frequency of LOH events,mainly gene conversion events. Characterization of cells having undergone a LOH led us to identify recessive lethal and deleterious alleles present in the heterozygous state in the genome of the C.albicans laboratory strain. These alleles influence the nature of the LOH events that are observed following a DSB. We also characterized the fidelity of the repair following an I-SceI-induced DNA DSB. This revealed unexpected complex recombination events occurring upon both break-induced replication and gene conversion with crossover repair events. In parallel, a collection of 564 over expression plasmids for genes involved in signaling pathways, genome integrity and cell wall integrity has been transformed in a C. albicans strainharboring the I-SceI-dependent DSB-inducing system and FACS-optimized LOH reporter. Analyses of the resulting transformants under conditions that allowed fro I-SceI expression or not, led to the identification of genes whose overexpression results either in an increase of the basal LOH rate or in areduction of the high LOH frequency associated to I-SceI expression.


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