L' étude de la biosynthèse de trois métabolites secondaires chez Oscillatoria PCC 6506 : cylindrospermopsine, anatoxine-a et cyanobatines

Study of three secondary metabolites biosynthesis in oscillatoria PCC 6506 : cylindrospermopsin, anatoxin-A and cyanobatins

• Auteur / Autrice : Rabia Mazmouz
• Direction : Annick Méjean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie [procaryote et eucaryote]
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oscillatoria

Famille multigénique

Données de séquences moléculaires

Génome bactérien

biosynthèse

Toxines bactériennes

Résumé

Les cyanobactéries, procaryotes photosynthétiques colonisant la plupart des environnements, produisent une large gamme de métabolites secondaires dont des toxines pour l'Homme et les animaux. Il est maintenant reconnu que la présence de cyanotoxines dans l'environnement représente un risque pour la santé. L'équipe s'intéresse particulièrement aux cyanobactéries du genre Oscillatoria dont plusieurs souches sont productrices de cyanotoxines. Grâce au séquençage du génome de la cyanobactérie Oscillatoria PCC 6506, les clusters de gènes de biosynthèse des toxines: cylindrospermopsine et anatoxine-a ont été identifiés. Au cours de mon travail de thèse, je me suis attachée par des approches variées allant de la génomique, la biochimie, la biologie moléculaire à la chimie analytique à la caractérisation moléculaire du cluster cyr de gènes de biosynthèse de la cylindrospermopsine, à la production de cette toxine par le genre Oscillatoria et à l'étude d'une étape de la biosynthèse. Dans un deuxième temps, je me suis attachée à la caractérisation de protéines remarquables appelées polycétides synthases (PKS), impliquées dans la biosynthèse de Panatoxine-a. Afin de caractériser la dernière étape de la biosynthèse, j'ai clone et exprimé le gène anaG chez E. Coli et la cyanobactérie Synechocystis PCC 6803. L'annotation fine du génome montre la présence de plusieurs autres clusters de gènes de biosynthèse de métabolites secondaires dont un codant pour la biosynthèse de peptides ribosomaux appelés cyanobactines. J'ai cloné les gènes ocy présents chez Oscillatoria PCC 6506 et exprimé et purifié les protéines correspondantes afin d'identifier la structure des cyanobactéries produites par l’Oscillatoria PCC 6506.

Cyanobacteria, photosynthetic procaryotes colonizing most of the environments, produce a wide range of secondary metabolites among which of toxins for the Man and the animals. It is now recognized that the presence of cyanotoxins in the environment represents a risk for the health. The team is particularly interested in the cyanobacteria of the genus Oscillatoria which are producing of cyanotoxins. Thanks to the sequencing of the genome of Oscillatoria PCC 6506, toxin biosynthesis clusters of genes were identified : cylindrospermopsin and anatoxin-a. During my PhD, I worked by varied approaches going of the genomics, the biochemistry, the molecular biology to the analytical chemistry in the molecular characterization of the cluster of genes cyr of cylindrospermopsin biosynthesis, in the production of this toxin by the genus Oscillatoria and in the study of a step of the biosynthesis. Secondly, 1 worked to the characterization of proteins called polyketides synthases proteins (PKS), involved in anatoxin-a biosynthesis. To characterize the last step of the biosynthesis, I cloned and expressed the anaG gene at E, coli and in the cyanobacteria Synechocystis PCC 6803. The genome annotation showed the presence of several other biosynthesis clusters of genes of secondary metabolites which one coding for the biosynthesis of ribosomal peptides called cyanobactins. I cloned ocy genes present in Oscillatoria PCC 6506 and expressed and purified corresponding proteins to identify the sequences of cyanobactins produced by Oscillatoria PCC 6506.