Gènes du cluster alc (voie d'utilisation de l'éthanol) et protéines membranaires de la famille GPR1/FUN34/YaaH chez le champignon filamenteux Aspergillus nidulans

par Xavier Robellet

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Christian Velot.

Soutenue en 2008

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Transporteur de monocarboxylates
• Système alc
• Autoanticorps anti-protéines citrullinées (ACPA)
• Aspergillus nidulans
• Alcool
• Acétates
• Autoanticorps

Résumé

L’aptitude d’Aspergillus nidulans à utiliser l’éthanol comme seule source de carbone nécessite deux gènes de structure, alcA et aldA (codant les deux enzymes nécessaires à l’oxydation de l’éthanol en acétate via l’acétaldéhyde), ainsi qu'un gène régulateur, alcR, codant l'activateur transcriptionnel spécifique de cette voie (système alc). L’induction par AlcR nécessite la présence dans le milieu de culture d’un co-inducteur tel que l’éthanol. D’autres gènes sont regroupés en cluster avec alcR et alcA et sont induits par des inducteurs du système alc, mais ne sont pas nécessaire à l'utilisation de l'éthanol : alcM, alcS, alcO et alcP. Nous avons d’abord procédé à l'analyse fonctionnelle du gène alcS qui est le plus fortement exprimé. Ce gène est co-régulé avec alcA et code une protéine de la membrane plasmique qui appartient à une nouvelle famille de protéines membranaires appelée GPR1/FUN34/YaaH. Une analyse comparative du génome d’A. Nidulans a révélé l’existence de deux autres gènes induits par des inducteurs connus du système alc et dont les protéines, AN5226 et AN8390, appartiennent à cette même famille. La caractérisation de ces gènes, nous a permis de montrer qu'AN5226 est essentiel au transport de l'acétate, ce que nous avons confirmé par des expériences de transport d'acétate marqué au 14C. Parallèlement, l’analyse fonctionnelle d’alcP a permis la mise en évidence de l'existence d'un second système de régulation, indépendant de celui du système alc, qui répond aux alcools, aux cétones et aux esters.

Titre traduit

Alc-cluster genes (ethanol utilization pathway) and GPR1/FUN34/YaaH family membrane proteins in the hyphal fungus Aspergillus nidulans

Résumé

The ethanol utilization pathway (alc system) of Aspergillus nidulans requires two structural genes, alcA and aldA, which encode the two enzymes allowing conversion of ethanol into acetate via acetaldehyde, and a regulatory gene, alcR, encoding the pathway-specific autoregulated transcriptional activator. The AlcR-specific induction requires the presence of a co-inducer such as ethanol or other primary alcohols. The alcR and alcA genes are closely linked to other genes that are transcriptionally induced by specific inducers of the alc system although they are dispensable for growth on ethanol: alcM, alcS, alcO and alcP. In this study, we first characterized alcS, the most abundantly transcribed of these genes. AlcS is strictly co-regulated with alcA and encodes a plasma membrane protein which belongs to the novel GPR1/FUN34/YaaH membrane protein family. Blast analysis against the A. Nidulans genome led to the identification of two novel ethanol- and ethylacetate-induced genes encoding other members of this family, AN5226 and AN8390. Functional characterization of the AN5226 gene, together with 14C-Acetate uptake experiments demonstrated an essential role for AN5226 in mediated acetate transport. Through the functional analysis of an other gene of the alc cluster, alcP, we demonstrated the existence of a second regulatory system responsive to alcohols, ketones and ester (ake), independant of AlcR.