Etude des mécanismes de reconnaissance du transcrit dans la terminaison de la transcription Rho-dépendante

par Cédric Nadiras

Thèse de doctorat en Biologie Moléculaire et Cellulaire

Sous la direction de Marc Boudvillain.

Le président du jury était Bertrand Castaing.

Le jury était composé de Marc Boudvillain, Bertrand Castaing, Véronique Arluison, Bruno Sargueil, Hervé Le Hir, Isabelle Virlogeux-Payan.

Les rapporteurs étaient Véronique Arluison, Bruno Sargueil.


  • Résumé

    Terminaison de la transcription. Rho se fixe aux transcrits naissants au niveau d’un site Rut (Rhoutilization) libre à partir duquel il transloque le long de l’ARN (5’→3’) de façon ATP-dépendante pour rattraper le complexe d’élongation de la transcription et induire la dissociation de celui-ci. Il est généralement admis que les sites de fixation de Rho présentent une richesse en Cytosines et une pauvreté en Guanines, ainsi qu’une relative pauvreté en structures secondaires. Les études génomiques ou transcriptomiques n’ont pas dégagé d’éléments consensus ou de règles permettant de prédire les sites de terminaison Rho-dépendants. En combinant approches biochimiques et bioinformatiques, j’ai tenté de comprendre les mécanismes par lesquels Rho reconnait les transcrits.J’ai identifié un ensemble de déterminants de séquence qui, pris ensemble, possèdent un bon pouvoir prédictif et que j’ai utilisé pour construire le premier modèle computationnel capable de prédire la terminaison Rho-dépendante à l’échelle des génomes d’E. coli et Salmonella. J’ai caractérisé in vitro certains de ces terminateurs, en particulier dans les régions 5’UTR, avec l’espoir qu’ils soient impliqués dans des mécanismes de régulation conditionnelle. J’ai identifié des candidats dont l’activité pourrait être sous le contrôle de facteurs comme des petits ARN non codants (sRNA) ou latempérature. J’ai également développé une méthode fluorogénique pour détecter facilement la terminaison Rho-dépendante in vitro et ai commencé à adapter l’approche CLIP-seq à l’étude du transcriptome Rho-dépendant chez Salmonella. Collectivement, mes travaux offrent de nouveaux outils d’analyse et de prédiction de la terminaison Rho-dépendante, une meilleure cartographie des sites d’action de Rho chez E. coli et Salmonella, ainsi que de nouvelles pistes d’étude du rôle de Rhodans l’expression conditionnelle du génome.

  • Titre traduit

    Study of transcript recognition mechanisms in Rho-dependent termination of transcription


  • Résumé

    Transcripts at a free Rut (Rho-utilization) site from which Rho moves along the RNA in an ATP dependentfashion to catch up with and dissociate the transcription elongation complex. It is generally believed that the Rut sites are, respectively, rich and poor in Cytosines and Guanines as well as relatively poor in secondary structures. Studies at the genomic or transcriptomic scale have notrevealed any stronger consensus features or rules for predicting potential Rho-dependent termination sites. By combining biochemical and bioinformatics approaches, I have explored the mechanisms by which Rho recognizes transcripts to induce transcription termination. I have identified a complex set of sequence determinants which, taken together, have good predictive power and which I used to build the first computational model able to predict Rho-dependent termination at the scale of Escherichiacoli and Salmonella genomes. I have characterized in vitro some of these terminators, particularly in 5'UTRs, with the hope that they will be involved in conditional regulatory mechanisms. I have identified several candidates whose activity may be under the control of factors such as small non-coding RNAs(sRNA) or temperature. I have also developed a fluorogenic method to easily detect Rho-dependent termination in vitro and have begun to adapt the CLIP-seq approach to the study of the Rhodependent transcriptome in Salmonella. Collectively, my work offers new tools for the analysis and prediction of Rho-dependent termination, a better mapping of the sites of probable Rho action in E.coli and Salmonella, as well as several lines of investigation of the role of Rho in the conditional expression of bacterial genomes.


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