Physiological constraints and evolutionary trade-offs underlying bacterial aging, caloric restriction and longevity
Contraintes physiologiques et compromis évolutifs sous-jacents au vieillissement bactérien, restriction calorique et longévité
par Yang Yifan sous la direction de Taddei François et de Lindner Ariel
Thèse de doctorat en Biologie systemique
École doctorale Interdisciplinaire Européenne Frontières du Vivant

Soutenue le Friday 10 July 2015 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Biologie systémique
  • Longévité
  • Vieillissement
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Mots clés
Théorie évolutive du vieillissement, Time-lapse de fluorescence microscopie, La loi de Gompertz sur la mortalité, Microfluidique, Compromis évolutifs, La réponse générale au stress
Resumé
Les théories évolutives du vieillissement et la théorie du «disposable soma» en particulier ont été la base théorique d'une avance récente de recherche sur le vieillissement animal. Pourtant, leur hypothèse centrale sur la physiologie de l'entretien et de la réparation cellulaires n'a pas été testée empiriquement. Dans cette thèse, j'ai analysé la physiologie du vieillissement de Escherichia coli sous restriction de carbone, en tant que système modèle pour valider empiriquement les théories évolutives du vieillissement. Les outils microfluidiques sont utilisés pour isoler de larges populations de cellules isolées de E. coli et pour obtenir une restriction carbonée homogène. Malgré le partage de la même génétique et des conditions environnementales, les cellules individuelles de la population présentent des variations significatives de la durée de vie et de cause de décès. Les distributions de durée de vie présentent des caractéristiques typiques du processus de vieillissement, souvent observées en études démographiques animales et humaines. Le taux de vieillissement peut être modifié par des mutations de la réponse générale au stress. Comme la longévité induite par la restriction calorique, la réponse générale au stress prolonge la durée de vie d'E.coli en atténuant l'effet du vieillissement au détriment des besoins immédiats des cellules. Un modèle quantitatif de ce compromis physiologique est construit et correctement prédit des observations expérimentales. En conclusion, je confirme la théorie du «disposable soma» du vieillissement avec les détails physiologiques du vieillissement de E.coli en famine.