Adaptation aux stress et modulation des proteines d’enveloppe par des arn non-codants chez eschérichia coli

Stress adaptation and modulation of outer membrane proteins by small rnas in eschérichia coli

• Auteur / Autrice : Véronique Douchin
• Direction : Philippe Bouloc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Colibacillose

Mots clés libres

Stress extra-cytoplasmique

Protéines de la membrane externe

Protéase de type RIP

Résumé

L’adaptation au stress extra-cytoplasmique chez Escherichia coli dépend de l’activation du facteur essentiel sigmeE, normalement séquestré par la protéine trans-membranaire RseA. En réponse à un stress généré par la présence de protéines mal-formées dans le périplasme, sigmaE est relargué grâce au clivage successif de RseA par les protéases membranaires essentielles DegS et RseP. Nous avons isolé un suppresseur multicopie de la létalité observée en absence de RseP et DegS. Ce suppresseur code un nouveau ARN non-codant, RseX. Son activité et sa stabilité sont dépendantes de la protéine de liaison à l’ARN Hfq, avec laquelle il interagit in vitro. Afin d’identifier les ARNm cibles de RseX, nous avons développé une technique in vitro pour capturer ces cibles ARNm putatives. Les ARNm ompA et ompC, codant deux protéines majeures de la membrane externe, ont été identifiés. Une complémentarité de séquences entre RseX et la région d’initiation de la traduction des ARNm ompA et ompC avec a été mise en évidence. In vivo, les quantités des ARNm ompA et ompC et des protéines correspondantes sont diminuées dans une souche sur-exprimant RseX. Nous montrons RseP n’est plus essentielle dans le double mutant DompA DompC ; nous proposons que le phénotype de suppression de RseX envers l’absence de la protéase RseP s’explique par une perte de toxicité des protéines de la membrane externe OmpA et OmpC, rendant la voie d’adaptation au stress extra-cytoplasmique partiellement dispensable. Ce travail a ainsi contribué à révéler l’importance du contrôle de la quantité de protéines de la membrane externe par des ARN non-codant régulateurs dans le maintien de l’intégrité de l’enveloppe

In Escherichia coli, adaptation to extra-cytoplasmic stress depends on the activation of sigmaE, normally sequestered by the membrane protein RseA. SE is released in response to stress generated by accumulation of denatured proteins in periplasm through the successive RseA cleavage by DegS and the RIP protease RseP. SE and proteases that free it from RseA are essential. We isolated a multicopy suppressor that alleviated RseP and DegS requirement. The suppressor encodes a novel small non-coding RNA, RseX. Its activity and its stability require the RNA-binding protein Hfq. In order to identify mRNA RseX-targets, we developed an in vitro screen to capture RseX putative partners. OmpA and ompC mRNA, which encode two major outer membrane proteins, were identified. RseX activity was shown to confer an Hfq-dependent coordinate OmpA and OmpC down-regulation. We show that RseP is no longer essential in a strain lacking OmpA and OmpC; we conclude that the suppression phenotype is explained by the loss of toxicity of these two specific outer membrane proteins, giving the adaptation to extra-cytoplasmic stress signaling pathway partially dispensable. This work contributes to reveal the importance of quantity control of outer membrane proteins by regulatory small RNAs in the maintenance of envelope integrity