Errors and edits : plasticity in Escherichia coli's gene expression
Erreurs et corrections : plasticité de l'expression génétique chez Escherichia coli
par Ernest MORDRET sous la direction de Yitzhak PILPEL
Thèse de doctorat en Biologie. Biologie computationnelle
ED 474 Frontières de l'Innovation en Recherche et Education

Soutenue le mercredi 13 décembre 2017 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Amino acyl-tRNA synthetases
  • Biosynthèse des protéines
  • Ribosomes
  • Spectrométrie de masse
  • Traduction génétique

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Mots clés
Plasticité, Taux d'erreurs
Resumé
La transmission de l'information génétique est généralement décrite comme un processus déterministe. Malgré leur sophistication, les machineries moléculaires en charge de l'expression génétique fonctionnent grâce à des réaction chimiques stochastiques par nature, et ne sont pas à l'abri d'erreurs, dont un organisme vivant peut choisir de minimiser les effets, ou au contraire de les utiliser à son avantage. Je présente dans ce manuscrit deux études illustrant ces deux possibilités. Dans un premier temps, nous avons développé une nouvelle méthodologie nous permettant de détecter un grand nombre de misincorporation d'acides aminés à travers le proteome d'Escherichia coli, à l'aide de données de spectrométrie de masse. Ces erreurs réagissent de manière dynamique à des perturbations environnementales telles que la privation d'un acide aminé ou la présence d'antibiotiques visant le ribosome. De plus, nous démontrons que la cellule encode ses protéines d'une manière qui minimise leurs effets délétères. Dans une deuxième étude, nous montrons que l'édition d'ARN messagers n'est pas restreinte aux Eukaryotes. Escherichia coli utilise le surplus d'activité d'une enzyme modifiant l'adenosine d'un anticodon d'ARNt en inosine, afin de modifier la séquence codante d'une toxine, accentuant en retour le phénomène de persistance bactérienne. Finalement, nous avons mesuré les fréquences relatives des différents variants d'une banque de séquences afin de déterminer les effets de mutation synonymes sur le taux de croissance et l'expression protéique.