Etude de mutants nucléaires modifiés dans l'expression de la synthèse mitochondriale des sous-unités 8 et 6 du secteur Fo de l'ATP synthase chez Saccharomyces cerevisiae

• Auteur / Autrice : Patrick Pelissier
• Direction : Martine Guérin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mutation (biologie)

Phosphorylation oxydante

Séquence nucléotidique

Mitochondries

Génétique

Saccharomyces cerevisiae

Synthèse (chimie)

ATP

Mots clés libres

Levure

Saccharomyces cerevisiae

Atp synthase

Mitochondrie

Résumé

Ces travaux portent sur l'étude de mutants nucléaires de la levure S. Cerevisiae, modifiés dans la synthèse mitochondriale des sous-unités 8 et 6 de l'ATPsynthase, qui restent respiratoire-compétents. Ces souches sont modifiées dans la régulation de la synthèse de l'ATP par la concentration en phosphate externe. Ceci est dû à la modification de la stoechiométrie relative des sous-unités 8, 6 et 9 dont le résultat est une altération de la perméabilité aux protons de la membrane interne. Une analyse des transcrits mitochondriaux a permis de corréler cette baisse du taux protéique à une modification spécifique du cotranscrit ATP8-ATP6. Une analyse génétique des mutants a mis en évidence deux mutations nucléaires indépendantes toujours associées à une mutation mitochondriale, qui entraîne une sensibilité accrue à la paromomycine, un antibiotique qui augmente le taux d'erreurs au niveau traductionnel mitochondrial. Les séquences nucléotidiques de l'ARN ribosomique 15S et de l'ARN messager VAR1, deux composants des mitoribosomes codés par l'ADN mitochondrial, ont été étudiées : aucune différence n'a pu être mise en évidence entre les souches mutante et sauvage. Les deux gènes nucléaires mutés entraînent un phénotype de cryosensibilité sur substrat respiratoire seulement lorsqu'ils sont présents simultanément. Donc, les deux gènes sauvages ont été recherchés par complémentation fonctionnelle. Deux gènes nucléaires NCA2 et NCA3, impliqués dans l'expression spécifique des sous-unités 8 et 6 de l'ATP synthase, ont été isolés et séquencés. Aucune homologie significative avec des protéines connues n'a été identifiée dans les banques de données. NCA2 et NCA3 sont deux gènes monocopie qui codent respectivement pour des protéines de 70800 et 35400 Da. NCA2 est localisé sur le chromosome 16 et NCA3 sur le chromosome 4. Leur disruption au locus chromosomique ne conduit pas à une incompétence respiratoire.

These works concerned the study of respiratory-competent nuclear mutants of the yeast S. Cerevisiae, altered in the mitochondrial synthesis of subunits 8 and 6 of the ATPsynthase. These strains are altered in the regulation of the ATP synthesis by the external phosphate concentration. It was due to a modification of the relative stoichiometry of the mt DNA-encoded 8, 6 and 9 subunits which results in an enhanced proton-leakage through the inner membrane. The mitochondrial transcripts has permitted to correlate the decrease in the subunits 6 and 8 ratio with a specific modification of cotranscript ATP8-ATP6. Genetic analysis of these mutants showed the presence of two unlinked mutations always associated with a mitochondrial mutation, which confered a paromomycin sensitivity, an inhibitor of the mitochondrial protein synthesis. The nucleic sequence of 15S rRNA and VAR1 mRNA, two components of mitoribosomes encoded by mitochondrial DNA, were studied : no difference exist between mutant and wild-type strains. The simultaneous presence of the two mutant nuclear genes induced a cryosensitive phenotype on a nonfermentable carbon source. Then, the two wild-type genes were cloned by functional complementation. Two nuclear genes NCA2 and NCA3, involved in the specific expression of subunits 8 and 6 of the ATPsynthase, were isolated and sequenced. No significant homologies with known proteins were identified in data bases. NCA2 and NCA3 are two single-copy genes which encode for proteins of molecular mass of 70800 and 35400 Da respectively. NCA2 is located on chromosome 16 and NCA3 on chromosome 4. A null mutation of each gene did not let to a respiratory-incompetent phenotype.