Lipides apolaires : la boîte à outils de l'adaptation membranaire des extrémophiles
Auteur / Autrice : | Marta Salvador Castell |
Direction : | Philippe Oger, Judith Peters |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Micro-organismes, interactions, infections |
Date : | Soutenance le 02/12/2019 |
Etablissement(s) : | Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....) |
Laboratoire : Microbiologie, adaptation et pathogénie (Lyon) - Microbiologie- adaptation et pathogénie / MAP | |
Jury : | Président / Présidente : Florence Popowycz |
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Oger, Judith Peters, Florence Popowycz, Nicholas Brooks, Marie-Thérèse Giudici-Orticoni, Alessandro Paciaroni, Christian Roumestand | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Nicholas Brooks, Marie-Thérèse Giudici-Orticoni, Alessandro Paciaroni |
Mots clés
Résumé
La majorité des biotopes terrestres se trouve sous des conditions environnementales dites extrêmes, c'est-à-dire éloignées des conditions optimales de vie des humains. Néanmoins, une grande variété biologique d’organismes biologiques y habite, i.e. les extrémophiles. Par exemple, il existe des organismes vivants adaptés aux conditions des sources hydrothermales de l'océan profond: températures supérieures à 100°C, fortes concentrations en métaux réduits, absence d'oxygène, hautes pressions hydrostatiques, sans que l'on comprenne les mécanismes moléculaires leur permettant de résister à de telles conditions. La membrane cellulaire est un des constituants cellulaires le plus sensible aux conditions externes, mais en même temps, elle doit maintenir des caractéristiques physicochimiques très spécifiques, en terme de rigidité et de perméabilité, pour rester fonctionnelle. Ce travail de thèse cherche à comprendre comment la bicouche lipidique peut demeurer fonctionnelle sous hautes températures et hautes pressions, et permettre la vie en conditions extrêmes. Ce travail identifie de nouveau constituants de la membrane, les lipides apolaires de type polyisoprènes, qui jouent le rôle de régulateurs membranaires, et confèrent à la bicouche lipidique la stabilité, mais aussi le dynamisme et l'hétérogénéité, indispensables pour une fonctionnalité optimale de la membrane. Ces lipides apolaires se placent au centre de la bicouche lipidique et modifient la courbure et la perméabilité de la membrane. En raison de leur emplacement, ils diminuent la perméabilité aux protons sous hautes pressions hydrostatiques. Ils créent des îlots fonctionnels différenciés pouvant faciliter l’insertion de certaines protéines membranaires ou l’accomplissement des fonctions essentielles au cycle cellulaire comme la fusion et la fission qui requièrent une forte courbure. L'ensemble des résultats valide expérimentalement une nouvelle architecture membranaire chez les extrémophiles où la présence et la quantité de lipides apolaires jouent un rôle fondamental, et représente une voie nouvelle d'adaptation aux conditions extrêmes applicable à l'origine de la vie.