Régulation et synthèse de la production d'exopolysaccharides chez Myxococcus xanthus

Regulation and synthesis of EPS production in Myxococcus xanthus

• Auteur / Autrice : Israel Vergara Alvarez
• Direction : Emilia Mauriello
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 07/05/2020
• 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 : Laurent Aussel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tâm Mignot, Henri-Pierre Fierobe
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paolo Landini, Christophe Beloin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries Gram négatives

Bioinformatique

Microorganismes

Surfactants

Mots clés libres

Myxococcus xanthus

Exopolysaccharides

Systèmes chimiotactiques

Voies de synthèse et exportation Wzx/Wzy

Tensioactifs

Myxococcus xanthus

Exopolysaccharides

Chemosensory systems

Wzx/wzy pathways

Biosurfactants.

Résumé

Les exopolysaccharides (EPS) jouent un rôle important dans la formation des biofilms chez les micro-organismes. Chez la bactérie du sol à Gram-négatif Myxococcus xanthus, la production d'EPS est dépendante des machines moléculaires Wzx/Wzy et régulée par le système à deux composants Dif ainsi que par le pseudo-régulateur de réponse FrzS. Au cours de la première partie de ma thèse, nous avons caractérisé par des outils bioinformatiques et génétiques l’existence de trois machines Wzx/Wzy chez M. xanthus. Par des techniques de génétique et biochimie, j’ai montré que deux polysaccharides sont importants pour l’expansion d’une colonie sauvage : un polysaccharide a un rôle dans la cohésion cellulaire et la motilité, comme il a été montré dans des travaux précedents et un deuxième polysaccharide, identifié et caracterisé ici pour la premiere fois qui a des propriétés tensioactives.Au cours de la deuxième partie de mon travail, j'ai tenté de caractériser l'interconnexion entre Dif et FrzS. La delétion des gènes codants pour ces protéines et l'analyse phénotypique des mutants ont montré que FrzS et Dif ne font pas partie de la même voie de régulation. J'ai également montré que deux des quatres domaines de FrzS sont importants dans la production d'EPS. La fonction de ces domaines restent à être élucidée.Ces résultats m’ont permis de comprendre les mécanismes de la synthèse et de la régulation de la production d'EPS chez M. xanthus. Ils montrent également que les activités complémentaires de différents sucres extracellulaires sont importantes dans l'établissement de la multicellularité.

Exopolysaccharides (EPS) have important roles in the formation of biofilms in microorganisms. In the Gram negative soil bacterium Myxococcus xanthus, EPS production is mediated by Wzx/Wzy machineries and regulated by a chemosensory system, Dif, as well as by the pseudo response regulator FrzS. During the first part of my thesis, we used genetics and bioinformatics to determine that three distinct Wzx/Wzy machineries were encoded in the M. xanthus genome and were involved in the synthesis and export of EPS. I have showed that two polysaccharides are important for the expansion of a wild-type colony: the first exopolysaccharide has cohesive functions and a role in motility, as previously shown. A second and newly identified polysaccharide has surfactant properties.During the second part of my work, I characterized the interconnection between Dif and FrzS. The systematic deletion of genes encoding these proteins and the phenotypic analysis of mutants showed that FrzS and Dif do not work in the same regulatory pathway. I also showed that two of the four domains of the FrzS protein are important in the production of EPS. Their functions remain to be elucidated.These results allowed me to understand the mechanisms beyond the synthesis and regulation of M. xanthus EPS production. They also show that the complementary activities of different extracellular polysaccharides are important in the establishment of multicellularity.