Du criblage par microscopie à haut débit à la caractérisation de nouvelles protéines impliquées dans la morphogenèse et la maintenance du génome chez Bacillus subtilis

From high-throughput microscopy screening to characterization of new proteins involved in morphogenesis and genome maintenance

• Auteur / Autrice : Jordan Delisle
• Direction : Anne Galinier, Thierry Doan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 12/10/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie bactérienne (LCB) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Bleves
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Doan, Christophe Grangeasse
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Cécile Morlot, Pascale Servant

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gamma-glutamyl-transférase

Morphogenèse

Bacillus subtilis

Génomique

Mots clés libres

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Résumé

La génomique moderne conduit à une augmentation exponentielle du nombre de génomes disponibles, si bienqu' aujourd'hui, on ne peut se contenter d'une approche candidate ''gène par gène'' pour déterminer leur fonction. L'équipe dans laquelle j'ai effectué ma thèse a décidé de mettre en place une approche de microscopie à haut débit afin de cribler une banque de mutants de la bactérie à Gram positif modèle Bacillus subtilis à l'échelle de la cellule unique. L'idée était d'identifier des mutants perturbés dans les processus cellulaires que sont la morphogenèse, la division et la dynamique du chromosome. Cette approche nous a permis d'identifier 6 nouvelles protéines et au cours de ma thèse, je me suis intéressé à deux d'entre elles.La première protéine est TseB. Son absence entraîne un défaut morphologique se traduisant par la formation de cellules plus courtes et plus larges que celles de la souche sauvage.Nous avons montré que TseB appartient à la machinerie d'élongation de la paroi cellulaire et interagit directement avec une transpeptidase de ce complexe. Nos résultats suggèrent que TseB est un cofacteur et qu'elle stimule son activité. Mon second projet porte sur la caractérisation de la protéine TerA. Lorsque le mutant ΔterA est cultivé en milieuminimum, les cellules présentent un défaut d'organisation du chromosome.Le mutant ΔterA est plus sensible au stress oxydant qu'une souche sauvage. De plus, nous avons montré que la réplication est perturbée dans la région du terminus en absence de TerA. Notre hypothèse est que TerA contribue à la réparation des dommages à l'ADN générés par le stress oxydant. Elle recruterait des enzymes spécialisées au niveau des lésions.

Modern genomics has lead to an exponential increase in the number of available genomes, such that we can nolonger only use a ''gene-by- gene'' candidate approach to determine gene function. The team in which I did my Ph.D decided to develop a high-throughput fluorescencemicroscopy screening approach to analyze a mutant library of the model Gram-positive bacterium Bacillus subtilis at the single-cell level. The aim was to identify mutants altered in cellular processes such as morphogenesis, division andchromosome dynamics. This approach allowed us to identify 6 novel proteins involvedin these cellular processes, and during my thesis, I focused on two of them.The first candidate is TseB. Its absence leads to a morphological defect. Mutant cells are shorter and wider thanwild-type cells. Through genetic andbiochemical approaches, we showed that TseB belongs to the cell wall elongation machinery and directly interacts with PBP2A, a transpeptidase of this complex. Our data support the idea that TseB could induce a conformational change in PBP2A that would increase substrate affinity.My second project was the characterization of the TerA protein. When a ΔterA mutant is grown in minimummedium, cells exhibit a chromosome organization defect. We know that a terA mutant is more sensitive to theoxidative stress than the wild-type strain. Moreover, we showed that replication is blocked near the terminus region in theabsence of TerA. Our hypothesis is that TerA contributes to repair of DNA damages induced by oxidative stress. It mayrecruit specialized enzymes to these lesions.