Caractérisation génomique et biochimique d’un homologue bactérien de la Sélénoprotéine N, une protéine à sélénium impliquée dans différentes dystrophies musculaires congénitales

Genomic and biochemical characterization of a bacterial homolog of Selenoprotein N, a selenium-containing protein involved in congenital muscular dystrophy

• Auteur / Autrice : Nedaa Yousef Mahboub
• Direction : Alain Lescure
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 31/03/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Architecture et réactivité de l'ARN (Strasbourg ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Christine Allmang-Cura
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Allamand, Isabelle Lihrmann-Bisson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Symbiose

Sélénoprotéine T

Mots clés libres

Sélénoprotéine N

Candidatus Poribacteria

Éponges marines

Interaction symbiotique

Selenoprotein N

Candidatus Poribacteria

Marine sponge

Symbiotic interaction

Résumé

La sélénoprotéine N (SelenoN) est une protéine transmembranaire du réticulum endoplasmique. Des mutations dans le gène SELENON ont été associées à différentes formes héréditaires de maladies musculaires chez l'homme et il a été démontré que la protéine SelenoN est impliquée dans le développement et la régénération musculaire. Cependant, la fonction catalytique de SelenoN reste inconnue. Une recherche bioinformatique a permis d'identifier un gène homologue à SELENON dans un seul groupe de bactéries non classifiées, Candidatus Poribacteria. Cette bactérie est un symbiote d'éponges marines, qui n’a pas été cultivé pour l’instant. Le projet de thèse s'est concentré sur l'étude de cet orthologue bactérien de SELENON. L'analyse génomique de différentes souches de C. Poribacteria a permis d'identifier plusieurs copies du gène SELENON, organisées en tandem ou en opéron avec d'autres gènes. J'ai amplifié une forme de SELENON et son gène partenaire associé en opéron, puis j'ai exprimé et purifié la protéine SelenoN qui sera utilisée pour des analyses fonctionnelles dans le futur. Dans un second projet, j'ai étudié l'abondance et la distribution des Poribactéries dans les structures de l'éponge hôte, Aplysina aerophoba, en utilisant une technique dédiée d'hybridation in situ par fluorescence, ainsi que des études de microscopie électronique par transmission et de marquage immunologique à l’or. Ces études nous ont permis d'obtenir des informations sur l'interaction éponge-bactérie et sur la contribution possible de SelenoN à la symbiose.

Selenoprotein N (SelenoN) is an endoplasmic reticulum resident transmembrane protein. Mutations in the SELENON gene were linked to different inherited forms of muscular diseases in Humans and the SelenoN protein was shown to be implicated in muscle development and regeneration. However, the catalytic function of SelenoN remains elusive. Bioinformatics search identified a gene homologous to SELENON in one single group of unclassified bacteria, Candidatus Poribacteria. This bacterium is a marine sponge symbiont, yet-to-be cultured. The thesis project has focused on the study of this bacterial ortholog of SELENON. Genomic analysis of different C. Poribacteria strains identified multicopy of SELENON gene, organized in tandem repeat or in operon with other genes. During my thesis I amplified one form of SELENON and its operon-associated gene, and then expressed and purified the SelenoN protein to be used for functional analyses in the future. In the second part of the project, I studied the abundance and distribution of Poribacteria in the structures of the host sponge, Aplysina aerophoba, using fluorescence in situ hybridization technique, transmission electron microscopy, and immuno-gold labeling. These studies allowed us to get information about the sponge-bacteria interaction and the possible contribution of SelenoN to the symbiosis.