Organisation cellulaire et fonctionnelle des complexes chimiosenseurs chez Myxococcus xanthus

• Auteur / Autrice : Audrey Moine
• Direction : Emilia Mauriello
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 16/10/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Agnes Fouet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Chastanet, Tam Mignot, Frederic Barras
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Espeli, Nathalie Campo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génome

Régulation génétique

Chimiotaxie

Mots clés libres

Mcp

Chimiotactisme

Ségrégation

Localisation

Architecture

Mcp

Chemotaxis

Segregation

Localization

Architecture

Résumé

Les bactéries sont capables de percevoir leur environnement et de s’y adapter grâce aux systèmes Che dont les récepteurs nommés MCPs (Methyl-accepting Chemotaxis Proteins) détectent des signaux transduits jusqu’à un régulateur de réponse qui agit sur différentes cibles pour conduire à une réponse cellulaire adaptée. Le génome de Myxococcus xanthus code pour huit opérons définissant huit systèmes Che putatifs et 13 mcp « orphelins » codés ailleurs dans le génome. Une combinaison de trois approches : de phylogénétique ; de localisation des MCPs et d’interaction protéine-protéine a révélé la présence d’un large module chimiotactique composé de trois systèmes Che et six MCPs. Nous avons aussi montré que tous ces modules ont un rôle clé dans la régulation de la motilité et du cycle développemental chez M. xanthus.L’étude des déterminants de la localisation du système Frz a ensuite montré que pour la première fois le MCP forme des foyers uniquement suite à sa liaison directe au nucléoide. Une analyse à haut débit des foyers Frz suggère que cette liaison au nucléoide permet aussi une ségrégation correcte des complexes Frz durant la division cellulaire. Ainsi comme chez E. coli la membrane sert de support pour la formation des foyers Che transmembranaires, notre modèle est que l’ADN lui-même qui servirait de support pour la formation de foyers cytoplasmiques Frz chez M. xanthus. Ce travail a donc mis en évidence une diversification des systèmes Che et une organisation encore jamais observée. Nous avons ainsi montré que l’ADN peut aussi être utilisé afin d’organiser, de structurer et de ségréger des complexes cytoplasmiques tels que les systèmes Che.

Bacteria are able to perceive their environment and adapt thanks to Che systems with receptors named MCPs (Methyl-accepting chemotaxis Proteins) detecting signals transduced to a response regulator which acts on different targets leading to an appropriate cellular response.Myxococcus xanthus genome encodes eight putative operons defining eight Che systems and 13 "orphans" mcp encoded elsewhere in the genome. A combination of three approaches: phylogenetic; MCPs localizations and protein-protein interactions have revealed the presence of a large chemotactic module composed of three Che systems and six MCPs. We have also shown that these MCPs have key roles in the regulation of the motility and the developmental cycle and in M. xanthus.The study of the determinants of the Frz system localization has shown that for the first time the MCP forms clusters only after its direct binding to the nucleoid. A high-throughput analysis of Frz clusters suggests that this nucleoid binding also allows a correct segregation of Frz complexes during cell division. As well as in E. coli membrane serves as support for the clustering of Che transmembrane systems, our model is that the nucleoid itself serves as a support for the formation of cytoplasmic Frz clusters in M. xanthus.This work has highlighted a diversification of Che systems and a new organization never observed. We have also shown that DNA can be used to organize, to structure and to segregate cytoplasmic complexes such as Che systems.