Organisation spatio-temporelle et régulation des enzymes impliquées dans la biosynthèse d’un sidérophore chez Pseudomonas

Spatio-temporal organization and regulation of enzymes involved in siderophore biosynthesis in Pseudomonas

• Auteur / Autrice : Hanna Manko
• Direction : Julien Godet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biophysique
• Date : Soutenance le 28/09/2022
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de bioimagerie et pathologies (Strasbourg ; 2018-....)
• Jury : Président / Présidente : Myriam Seemann
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cécile Morlot, Laurent Cognet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pseudomonas aeruginosa

Complexes multienzymatiques

Sidérophores

Mots clés libres

Microscopie de localisation de molécules uniques

NRPS

Pseudomonas aeruginosa

Microscopie résolution spectralement

Apprentissage profond

Single-Molecule Localization Microscopy

NRPSs

Pseudomonas aeruginosa

Spectrally-resolved SMLM

Deep Learning

Résumé

Les mécanismes d’adaptation des bactéries peuvent impliquer l’action de synthétases de peptides non ribosomaux (NRPS) permettant de former des molécules peptidiques à large spectre d’activités biologiques. Dans cette thése nous avons étudié la dynamique et l’organisation de quatre NRPS impliquées dans la biosynthése de la pyoverdine chez Pseudomonas aeruginosa. Nous avons utilisé des approches comme le suivi en molécule unique, la microscopie de super-résolution et de l’imagerie en temps de vie de fluorescence pour montrer que les NRPS sont capables de former des complexes transitoires prés de la membrane cellulaire. Afin de dépasser les limites des techniques actuellement disponibles, nous avons développé une méthode d’apprentissage profond permettant d’améliorer les performances de la microscopie de localisation en molécule unique résolue spectralement. Ces développements permettront de progresser plus encore dans la compréhension de l’organisation spatio-temporelle des NRPS.

Bacteria adaptation mechanisms may involve action of Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) allowing to synthesize peptide molecules with a broad spectrum of biological activity. Here, the dynamics and organization of four large NRPSs involved in pyoverdine biosynthesis in P. aeruginosa were studied using single-molecule tracking, one- and two-color DNA-PAINT microscopy and FLIMFRET. Our results suggest that NRPSs are able to form transient dynamic complexes near the cell membrane. To overcome the limitations of currently available techniques, we have developed a deep learning method to enhance the performance of spectrally resolved single molecule localization microscopy (srSMLM). These developments will allow to make further progress in the understanding of the spatio-temporal organization of NRPS.