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Defense of the thesis Charlotte ROUX

Charlotte ROUX

Charlotte ROUX soutiendra sa thèse intitulée “Comprendre les interactions entre la dégradation des ARNs et les métabolismes carboné et énergétique chez Escherichia coli“, encadrée par Laurence Girbal (EAD4, TBI) et Eliane Hasjndorf (IBPC, Paris).

La soutenance se tiendra en français et aura lieu le vendredi 1er juillet à 14h dans la salle 401 de TBI.

Résumé :

La dégradation des ARN et le métabolisme de Escherichia coli sont des processus connus de longue date et bien caractérisés. La dégradation des ARN est impliquée dans la maturation des ARN, le contrôle qualité des ARN stables (ARN de transfert et ribosomiques), le renouvellement des ARN messagers ainsi que dans la dégradation des ARN non codants, participant activement au contrôle de la régulation de l’expression génique. Le métabolisme carboné permet l’utilisation des nutriments présents dans l’environnement cellulaire par le biais de cascade de réactions enzymatiques afin de produire de l’énergie, sous forme d’ATP (catabolisme) qui sera ensuite utilisée pour produire des composants cellulaires (anabolisme) ou assurer les fonctions de maintenance, telles que la mobilité. Bien que les deux processus cellulaires, dégradation des ARN et métabolisme, soient extrêmement bien décrits dans la littérature, peu d’études se sont penchées sur les interactions systémiques qui pourraient exister entre ces deux processus. Pourtant, de plus en plus d’études font état de cas particuliers de régulations croisées entre les deux, suggérant l’existence les phénomènes généraux d’interactions entre la dégradation des ARN et le métabolisme chez E. coli.             Mon travail de thèse visait donc à mieux comprendre les interactions entre ces deux processus. La première partie de mon travail a porté sur le rôle métabolique de la polyadénylation des ARN médiée par PAP I, qui impacte la dégradation des ARN en ajoutant des queues poly(A) à leur extrémité 3’ après hydrolyse de l’ATP. Nous avons pu mettre en évidence pour la première fois que la polyadénylation influence fortement le métabolisme carboné et énergétique de E. coli, en induisant des réarrangements métaboliques importants dans plusieurs voies métaboliques centrales. Dans une deuxième partie, nous avons pu analyser et démontrer pour la première fois à l’échelle du génome l’impact négatif de la polyadénylation sur la stabilité des ARNs. Nous avons ensuite exploré le lien entre la stabilité des ARN et le niveau d’ATP cellulaire. Cette étude a permis de mettre en évidence pour la première fois chez E. coli que la stabilité des ARN pouvait dépendre de son statut énergétique, et pour certains ARN ceci était en lien avec l’activité de PAP I. Dans une troisième partie, nous avons essayé de ralentir le cycle de vie des ARN, très consommateur en ATP pour améliorer la croissance bactérienne. Nous avons ainsi pu caractériser un phénotype d’accélération de croissance suite aux mutations de trois ribonucléases, les RNases E, II et R, sur différentes sources de carbone non préférentielles à la croissance.

En conclusion, cette étude a permis de mieux appréhender les phénomènes d’inter-régulations entre la dégradation des ARN et les métabolismes carboné et énergétique de E. coli, et ouvre de nombreuses pistes d’ingénierie bactérienne pour des applications en biotechnologies.

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