Caractérisation des bactériophytochromes identifiés chez Rhodopseudomonas palustris et bradyrhizobium

par Laurie Vuillet

Thèse de doctorat en Biologie intégrative des plantes

Sous la direction de Eric Giraud.

Soutenue en 2007

à Montpellier 2 .

mots clés

• Sulfobactéries
• Photosynthèse

Résumé

Rhodopseudomonas palustris est une bactérie pourpre photosynthétique dont le génome, entièrement séquencé, a révélé avec surprise la présence de 6 gènes codant des bactériophytochromes. L'un d'entre eux (RpBphP1) joue un rôle primordial et inhabituel dans la synthèse du photosystème. Chez cette bactérie, trois autres bactériophytochromes (RpBphP2, 3 et 4) sont localisés à proximité d'opérons pucBA codant les polypeptides des antennes collectrices de lumière associées au photosystème. Ce travail de thèse a consisté dans un premier temps à étudier les rôles, les propriétés et les mécanismes d'action de ces 3 bactériophytochromes. Il a pu être ainsi montré que les 2 bactériophytochromes RpBphP2 et 3 agissent de concert dans le contrôle des antennes de types LH4. Cette voie de régulation implique l'action de 3 autres réponses-régulateurs dont la protéine Rpa3018 sensible au potentiel redox. Cette étude a également révélé que, chez certaines souches de Rps. Palustris, la protéine RpBphP4 a perdu sa sensibilité à la lumière mais a acquis en contrepartie une sensibilité au potentiel redox tout en conservant sa capacité à réguler l'expression des antennes de type LH2 via un système à 2 composants. Dans un second temps, l'analyse de la séquence du génome de deux Bradyrhizobium photosynthétiques (ORS278 et BTAi1) a révélé que chaque souche possède un bactériophytochrome spécifique sûrement acquis par transfert horizontal. Les études menées sur ces différents bactériophytochromes ont mis en exergue la diversité de cette famille de senseurs de lumière ainsi que la complexité des voies de signalisation qu'ils initient

Titre traduit

Characterization of bacteriophytochromes identified in Rhodopseudomonas palustris and bradyrhizobium

Résumé

Rhodopseudomonas palustris is a photosynthetic purple bacteria which genome was completely sequenced. Six genes encoding putative bactériophytochromes are present in this genome. One of them plays an essential and unusual role in the synthesis of the photosystem. In this bacteria, three other bacteriophytochromes are localized near pucBA operons encoding polypeptides involved in the formation of light harvesting complexes associated with photosystem. First, this PhD work studied roles, properties and mechanisms of action of these three bacteriophytochromes. We showed that RpBphP2 and RpBphP3 act in tandem to regulate the expression of LH4 antennas. This signalling pathway use three reponse-regulators, one of them, Rpa3018 is rdox sensitive. In some strains of Rps. Palustris, a bactériophytochrome, RpBphP4, lost its light sensitivity and acquired a redox sensibility while keeping its ability to regulate the expression of these antennas. In a second time, analysis of the genome sequence of two photosynthetic Bradyrhizobium (ORS278 and BTAi1) revealed, in each strain, the presence of a specific bacteriophytochrome probably acquired by horizontal transfer. The properties of these various bacteriophytochromes led highlighted the variety of this family of light sensors as well as the complexity of the signalling pathways which they introduce