Adaptation de la cyanobacterie calothrix pcc 7601 a son environnement, caracterisation de deux elements de regulation : rcaa et cyaa

Adaptation of the cyanobacterium calothrix pcc 7601 to its environment, characterization of two regulatory elements: rcaa and cyaa

• Auteur / Autrice : LIN JIA
• Direction : Jean Houmard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Les cyanobacteries sont des procaryotes qui effectuent les reactions de la photosynthese en degageant de l'oxygene. Parmi elles, la souche filamenteuse calothrix pcc 7601 possede des proprietes physiologiques remarquables: elle est photoheterotrophe facultative, elle possede de plus les genes nif et peut differencier des proheterocystes ; elle peut aussi differencier des hormogonies, petites cellules mobiles remplies de vesicules a gaz conferant aux cellules une flottabilite ; enfin, elle peut moduler la nature des pigments de ses antennes photocollectrices (phycobilisomes) selon la qualite spectrale de la lumiere (adaptation chromatique complementaire). En lumiere rouge, les cellules contiennent de la phycocyanine-2 (operon cpc2), tandis qu'en lumiere verte elles contiennent de la phycoerythrine (operons cpe). Cette adaptation resulte d'un controle transcriptionnel des operons correspondants, rcaa et rcab en lumiere verte pour cpeba, rcad en lumiere rouge pour cpc2 etant des proteines affines specifiques. Une methode de purification a ete developpee qui a permis d'obtenir une preparation tres homogene de la proteine rcaa. Par des experiences de transcription in vitro controlee, nous avons montre que rcaa modifiait l'efficacite et la specificite de transcription pour au moins quatre promoteurs d'operons codant pour des phycobiliproteines, et que les proprietes de rcaa en tant que facteur de transcription etaient affectees par son etat de phosphorylation. A partir de la sequence de peptides internes a rcaa, et par des experiences d'amplification de type pcr, le gene rcaa a ete clone. Apres sequencage, il est apparu que rcaa presente beaucoup d'homologie avec les glutamyl tarn synthetases (gltx), observation dont les consequences sont discutees. Un modele est propose pour la regulation transcriptionnelle de l'expression des operons codant pour les composants majeurs des phycobilisomes, lors de l'adaptation chromatique complementaire chez calothrix pcc 7601. Enfin, le gene cyaa de calothrix pcc 7601 a ete caracterise. Il code pour une adenylate cyclase (686 residus) de classe iii (universelle) de structure tres originale, la partie n-terminale (aa 1-260) et la partie centrale (aa 321-450) formant deux domaines, respectivement tres similaires aux histidine kinases (sensors) et aux transmetteurs (response regulators) des systemes a deux composants tres repandus dans le monde bacterien