Approches génomiques de la régulation azotée chez Sinorhizobium meliloti

par Marcela Davalos

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Daniel Kahn.

Soutenue en 2004

à Toulouse 3 .

mots clés

• Régulation azotée
• Système Ntr
• Sinorhizobium meliloti
• Arrays génomiques
• Expression génique
• Rhizobium
• Luzerne
• Régulation (biologie)
• Plantes -- Effets de l'azote
• Facteurs de transcription

Résumé

La fixation de l'azote lors de la symbiose Rhizobium-légumineuses implique une réorientation du métabolisme azoté bactérien, qui passe d'un état d'assimilation vers un état d'export de l'ammonium. Chez Rhizobium, la régulation azotée dépend du système Ntr (Nitrogen Regulatory System). Nous avons utilisé des arrays génomiques pour identifier les gènes cibles du système Ntr chez Sinorhizobium meliloti. L'utilisation de glutamate (bon inducteur du système Ntr), provoque l'induction de gènes de l'assimilation et du transport de l'azote, et la répression de gènes codant pour une pyrophosphatase-H+ et des protéines hypothétiques. Ces effets dépendent du régulateur NtrC, qui s'autorégule négativement, quelle que soit la source d'azote. GlnB est nécessaire à l'activité régulatrice de NtrC. Le glutamate provoque aussi un réajustement du métabolisme carboné, avec l'activation de gènes gluconéogénétiques et la répression de gènes du catabolisme du glucose. Ces réponses dépendent de NtrC.

Titre traduit

Genome - wide analysis of the nitrogen regulatory response in Sinorhizobium meliloti

Résumé

Rhizobium-legume nitrogen fixation implies a switch of bacterial nitrogen metabolism from ammonium assimilation to ammonium export. Nitrogen regulation in Rhizobium is controlled by the Nitrogen Regulatory System (Ntr). Using genomic arrays we studied the set of Ntr-responsive genes in Sinorhizobium meliloti. The use of glutamate (known to allow for a strong induction of the Ntr system) instead of ammonium results in activation of nitrogen transport and assimilation genes. Glutamate represses genes including a H+-translocating pyrophosphate synthase and some hypothetical proteins. These responses depended on both Ntr regulators GlnB and NtrC. NtrC was negatively autoregulated in a glnB dependent fashion, independently of nitrogen source. In addition to the nitrogen response, glutamate remodelled expression of carbon metabolism by stimulating gluconeogenetic genes and by inhibiting expression of glucose transport and catabolism. These responses were independent of NtrC.