De l’origine des peptides d’adressage aux organites (mitochondries et chloroplastes)
Auteur / Autrice : | Clotilde Garrido |
Direction : | Ingrid Lafontaine |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Bioinformatique |
Date : | Soutenance le 17/12/2021 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Biologie du chloroplaste et perception de la lumière chez les micro-algues (Paris ; 2005-....) |
Jury : | Président / Présidente : Sandrine Sagan |
Examinateurs / Examinatrices : Sophie Abby, Gwenaël Piganeau | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Peter Mergaert, Purificación López-García |
Mots clés
Résumé
Les mitochondries et les chloroplastes sont des organites de cellules eucaryotes issus d’événements endosymbiotiques impliquant une bactérie et une cellule hôte il y a plus d’un milliard d’années. Aujourd’hui la très grande majorité des protéines présentes dans ces organites sont codées dans le noyau. Le ciblage des protéines cytosoliques vers les mitochondries et les chloroplastes pourrait dériver d’un mécanisme de résistance bactérienne aux attaques de peptides antimicrobiens, ces acteurs majeurs de l’immunité innée, présents dans tous les domaines du vivant. Cette hypothèse se base sur les similarités frappantes entre ces deux mécanismes. Au cours de mon doctorat, j’ai mis à l’épreuve cette hypothèse. Dans une première partie, j’ai pu montrer qu’un sous-ensemble de peptides antimicrobiens se structurant en hélice ↵-amphipathique et les peptides d’adressage possédaient des propriétés physico-chimiques communes, qui sont distinctes de celles partagées entre les peptides signaux de sécrétion bactériens et eucaryotes dont l’origine évolutive commune est bien établie. De plus, ils peuvent se complémenter fonctionnellement in vivo, confortant l’hypothèse de leur origine commune (Garrido et al. 2020). La transition moléculaire nécessaire pour passer d’un peptide antimicrobien à un peptide d’adressage comporte trois étapes cruciales : i) le remplacement des lysines par des arginines qui permet de diminuer l’activité microbienne et de favoriser l’activité d’adressage, ii) l’acquisition d’un site de clivage au sein des peptides d’adressage, iii) l’acquisition d’un domaine N-terminal peu structuré afin d’orienter l’adressage vers le chloroplaste et non vers la mitochondrie au sein des eucaryotes photosynthétiques (Caspari, Garrido et al., article soumis). Dans une deuxième partie, j’ai établi le catalogue exhaustif des familles d’homologues des peptidases impliquées dans la dégradation des peptides d’adressage dans l’arbre du vivant. J’ai pu démontrer que chacune de ces peptidases a été acquise via un évènement de transfert horizontal depuis une bactérie. En accord avec notre hypothèse, on retrouve de nombreux homologues de bactéries résistantes aux peptides antimicrobiens proches des peptidases des organites (Garrido et al., article soumis).