Exploration fonctionnelle des machines moléculaires chez Bacillus subtilis : relations entre localisations sub-cellulaires et interactions protéiques
par Jean-Christophe Meile
Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Sciences de la vie
Sous la direction de Philippe Noirot.
Soutenue en 2006
à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .
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Résumé
L'organisation subcellulaire de la cellule bactérienne a pendant longtemps été considérée, par défaut, comme quasi-inexistante. Or, certaines protéines impliquées dans les processus essentiels tels la réplication de l'ADN ou la division cellulaire possèdent un profil de localisation subcellulaire spécifique. Une partie des fonctions vitales est donc réalisées au niveau de sites cellulaires particuliers chez les bactéries. Cependant, la localisation des protéines n'a pas été étudiée de manière systématique chez les bactéries. J'ai donc développé une méthode permettant de réaliser la construction et la localisation systématique de fusions GFP chez la bactérie modèle Bacillus subtilis L'approche cible une centaine de protéines, choisies selon leurs interactions protéiques, révélées par la technique du double-hybride chez la levure, avec les composants de la machine de réplication de l'ADN (réplisome) et de division (divisome) de B. Subtilis. Notre approche tente d'étudier la relation entre localisation subcellulaires et interactions protéiques ainsi que la recherche de nouveaux composants des machines moléculaires bactériennes. Notre étude a permis d'observer un profil de localisation spécifique pour une quarantaine de protéines ainsi que de nouveaux profils proches de la membrane. L'analyse fonctionnelle de plusieurs protéines a été poursuivie. Ainsi, grâce aux données d'interactions protéiques, nous avons pu disséquer les profils de localisation en identifiant les partenaires responsables de la localisation. La combinaison des approches permet d'étudier la composition des machines moléculaires et une meilleure compréhension de l'organisation de la cellule bactérienne.
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Titre traduit
Functional exploration of molecular machines in Bacillus subtilis colon : relations between subcellular localisations and protein interactions
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Résumé
Bacterial cells were traditionally believed to be devoided of any subcellular organization. However, recent cytological studies revealed that proteins involved in essential processes such as DNA replication and cell division were localized to discrete subcellular sites. Therefore, several essential processes appear compartimentzalized in bacteria. This supported the concept of molecular machines, which has been utilized to describe multi-protein complexes that act in the cell. However, protein localization has never been studied at a large scale in bacteria. I have developped a method allowing the high-throughput construction and analysis of GFP fusions in the model bacterium Bacillus subtilis. About a hundred proteins were targeted according to their protein interactions (revealed by the yeast two-hybrid system) with components of the DNA replication (replisome) and cell division (divisome) machineries of B. Subtilis. We aimed at studying relationship between subcellular localization and protein interaction and discovering new molecular machines. Our study allowed discrete localization patterns for about 40 proteins as well as new localisation patterns close to the membrane to be observed. A functional analysis of several proteins has been performed. Thus, the dissection of localization patterns was realized by identifying interaction partners responsible for localization. The combination of such approaches (protein interaction and protein localization) allows the compostion of molecular machines to be studied. In this way, our knowledge about bacterial subcellular organization coud be improved.
