Soutenance de thèse de Yasmine HASSOUN

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Microbiologie
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Régulation,synthèse,Lipides,Stress,Réponse stress d'enveloppe,Escherichia coli,
Keywords
Regulation,synthesis,lipids,stress,Envelope stress response,Escherichia coli,
Titre de thèse
Etude de la régulation de la synthèse des phospholipides en réponse au stress d'enveloppe
Study of the regulation of phospholipid synthesis in response to envelope stress
Date
Jeudi 1 Octobre 2020 à 14:00
Adresse
CNRS-Institut de Microbiologie de la Méditerranée, 31 Chemin Joseph Aiguie,13009, Marseille, France
Amphithéâtre Pierre Desnuelle
Jury
Directeur de these Mme Emmanuelle BOUVERET CNRS-Institut Pasteur
CoDirecteur de these Mme Julie VIALA LISM & Aix-Marseille Univ (UMR7255) Institut de Microbiologie de la Méditerranée-CNRS
Examinateur Mme Sophie BLEVES LISM & Aix-Marseille Univ (UMR7255) Institut de Microbiologie de la Méditerranée-CNRS
Examinateur Mme Emeline BOUFFARTIGUES-MAILLOT Laboratoire de Microbiologie Signaux et Microenvironnement – LMSM – EA4312
Rapporteur M. Jean-François COLLET Institut de Duve, Bruxelles
Rapporteur M. Thierry TOUZE Campus d’ORSAY, Université Paris Saclay

Résumé de la thèse

Chez Escherichia coli, un ensemble d’enzymes localisées à la membrane interne de la bactérie assure la synthèse des phospholipides. La membrane lipidique, joue un rôle essentiel en formant une barrière entre l’environnement et le milieu intérieur, elle est donc soumise à différents stress. La voie de synthèse des phospholipides est sujette à une régulation fine en réponse à ces différentes variations environnementales dans le but de maintenir une certaine fluidité et l’homéostasie de la membrane. Alors que la voie de synthèse des PL de novo est très bien étudiée, très peu de choses sont connues sur sa régulation transcriptionnelle. Différentes études transcriptomiques de la réponse stringente et de la réponse au stress d’enveloppe par les facteurs E et le système à deux composants CpxAR, ont montrées que les gènes qui codent pour les enzymes de synthèse des phospholipides sont régulées par ces facteurs de réponse au stress. De plus, il a été montré au laboratoire que le gène plsB, qui code pour la première enzyme de synthèse des phospholipides, est induit par E et inhibée par le ppGpp. A partir de ces données, j’ai étudié la régulation en réponse au stress du gène psd, qui code pour la phosphatidylsérine décarboxylase, la dernière enzyme de la voie de biosynthèse de la phosphatidyléthanolamine, le phospholipide majoritaire d’E. coli. Dans un premier temps j’ai confirmé que le premier promoteur distal de psd était induit par E, puis j’ai démontré que psd possédait un second promoteur proximal qui est induit par le régulateur de réponse CpxR. Mon second projet a porté sur la caractérisation du gène clsB, qui code pour la cardiolipine synthase II d’E. coli qui synthétise de la cardiolipine en phase stationnaire de croissance. Le gène clsB (ybhO) est organisé en opéron avec les deux gènes de fonction inconnue ybhP et ybhN. Généralement, les produits des gènes organisés en opéron œuvrent dans une voie commune, ont une fonction liée ou forment un seul et même complexe protéique. C’est pour cette raison que j’ai essayé de déterminer le rôle de ybhP et ybhN dans la voie de biosynthèse de la cardiolipine et/ou dans la voie de synthèse de nouveaux phospholipides. À ce stade, la caractérisation de YbhP et YbhN est encore en cours. Puis j’ai étudié l’expression de cet opéron en fonction de la phase de croissance et de différents stress. À travers le suivi de la protéine ClsB, j’ai observé que celle-ci était produite dès la phase exponentielle de croissance et pendant la phase stationnaire, et qu’elle s’accumulait sensiblement en condition hyper-osmotique de croissance.

Thesis resume

In Escherichia coli, a set of enzymes located at the inner membrane of the bacterium ensures the synthesis of phospholipids. The lipid membrane plays an essential role in forming a barrier between the environment and inside the cell and is therefore subject to various stresses. The phospholipid synthesis pathway is subject to regulation in response to these different environmental stresses in order to maintain a certain fluidity and homeostasis of the membrane. While the de novo PL synthesis pathway is very well studied, very little is known about its transcriptional regulation. Various transcriptomic studies of the stringent response and the envelope stress response by the transcriptional factor E and the two-component system CpxAR, have shown that the genes that code for phospholipid synthesis enzymes are regulated by these stress response factors. In addition, it was shown in the laboratory that the plsB gene, which codes for the first enzyme for phospholipid synthesis, is induced by E and inhibited by ppGpp. Based on these data, I have studied the regulation of the psd gene, which codes for phosphatidylserine decarboxylase, the last enzyme in the biosynthesis pathway of phosphatidylethanolamine, the main phospholipid in E. coli. I first confirmed that psd was induced by E on a first distal promoter and then demonstrated that psd has a second proximal promoter which is induced by the response regulator CpxR. My second project focused on the characterization of the clsB gene, which codes for the E. coli cardiolipin synthase II that synthesizes cardiolipin during the stationary phase of growth. The clsB gene (ybhO) is organized into an operon with the two genes of unknown function ybhP and ybhN. Typically, the products of the operon-organized genes work in a common pathway, have a linked function or form a single protein complex. For this reason, I have tried to determine the role of ybhP and ybhN in the pathway of cardiolipin biosynthesis and/or in the pathway of synthesis of new phospholipids. At this stage, the characterization of YbhP and YbhN is still in progress. Then I studied the expression of this operon depending on growth phases and stresses. By monitoring the ClsB protein, I observed that it is produced from the exponential phase of growth and during the stationary phase, and that it accumulates noticeably in hyper-osmotic growth conditions.