| Resumé |
Les centres fer-soufre (Fe-S) sont des cofacteurs métalliques essentiels dans la plupart des systèmes vivants. Chez Escherichia coli, les centres Fe-S sont impliqués dans l'activité de plus de 150 protéines tandis que chez l'Homme, des dysfonctionnements dans l'homéostasie des centres Fe-S sont à la base de nombreuses pathologies. Les protéines à centres Fe-S participent à des processus majeurs incluant la respiration, le métabolisme central, la réplication et la réparation de l'ADN. Mon projet de thèse s'est focalisé sur la relation entre le métabolisme des centres Fe-S et celui des acides gras, ainsi que sur la caractérisation d'un régulateur à centre Fe-S. Chez E.coli, la biosynthèse des centres Fe-S est catalysée par l'activité de complexes multi-protéiques, ISC en conditions optimales, et SUF en conditions de stress (stress oxydant, faible biodisponibilité en fer). Une interaction inattendue entre une protéine de la biogénèse des acides gras, ACP (Acyl carrier Protein) et IscS a été reporté par le passé (Gully et al. 2003). Mon projet a donc été de tester l'existence d'un lien entre la biogénèse des centres Fe-S et celle des acides gras chez les procaryotes en étudiant E. coli comme modèle. L'ACP est une protéine essentielle, afin d'étudier son effet sur la biogénèse des centres Fe-S nous avons développé une stratégie visant à diminuer son niveau dans la cellule par l'utilisation de CRISPRi. Par l'étude de l'activité de régulateurs et d'enzyme à centre Fe-S, nous avons pu montrer un effet positif de l'ACP sur la biogenèse des centres Fe-S. Nous avons également montré, par une approche de double hybride, que l'ACP interagit spécifiquement avec IscS ainsi que deux autres protéines du système ISC, Fdx et HscB. YeiL est un régulateur à centre Fe-S dont la fonction est encore inconnue. Il a été décrit comme étant un régulateur portant un centre 4Fe-4S (Anjum et al. 2000). La structure de YeiL prédite par Alphafold suggère que parmi les 5 cystéines de YeiL 4 pourraient être impliquées dans la coordination du cluster (C68-91-93-116). Dans le but d'identifier le régulon de YeiL nous avons adopté une approche transcriptomique en surproduisant YeiL ou d'un variant, YeiL*, dont les cystéines potentiellement impliquées dans la liaison au centre Fe-S ont été remplacées par des résidus alanine afin de mimer la forme apo du régulateur. La production de YeiL et de YeiL* modifie l'expression de centaines de gènes, néanmoins il apparait que la forme apo, donc non liée au centre Fe-S, soit la forme active du régulateur. L'analyse ontologique a révélé que le métabolisme des sucres et notamment celui des acides aldariques ainsi que la réponse au stress nitrosatif (NO) sont les fonctions les plus régulées. Le lien entre YeiL et la réponse au stress NO a été exploré en étudiant l'expression d'un gène répondant au stress NO, hcp. Nous avons ainsi pu mettre en évidence une interférence entre les régulateurs transcriptionnels contrôlant l'expression de ce gène, en particulier OxyR et yeiL. L'étude de la voie de régulation des gènes du métabolisme des acides aldariques nous a permis de montrer que YeiL interfère avec la voie d'activation dédiée, via le régulateur CdaR. Le métabolisme des acides aldariques a un impact important au cours de l'infection. En effet, ces acides résultent de l'oxydation d'aldoses par le NO, un effecteur de la réponse immunitaire innée. La capacité à métaboliser les acides aldariques confèrent aux bactéries un avantage sélectif lors de la colonisation de l'intestin (Faber et al. 2016). En utilisant un modèle de colonisation de l'intestin nous avons pu montrer que le régulateur YeiL a un effet positif sur la colonisation à long terme. |