Régulation de l'expression génétique par le Mg2+ : cas du riborégulateur mgtA et identification de nouveaux gènes régulés par le Mg2+

Abstract

Les bactéries sont directement exposées à un environnement qui peut changer radicalement. Afin de s’adapter à de telles variations, elles doivent être capables de réguler rapidement et finement l’expression génique. La concentration en ion magnésium (Mg2+) par exemple peut varier beaucoup d’un environnement à un autre. Cet ion étant responsable de la stabilité et le fonctionnement de nombreuses molécules et complexes cellulaires, il est important pour la bactérie de pouvoir contrôler sa concentration intracellulaire, quelle que soit la disponibilité dans le milieu. L’étude de la régulation de l’expression génique par le Mg2+ est pour ces raisons le sujet général de mon doctorat. Les riborégulateurs sont des régions d’ARN structurées, retrouvées principalement dans les régions 5’ des ARNm bactériens, capables de reconnaître et lier spécifiquement un ligand afin de contrôler l’expression génique. La liaison du ligand est responsable d’un changement de conformation de l’ARN qui permet la régulation par divers mécanismes qui peuvent agir aussi bien au niveau de la transcription, de la traduction, que de la dégradation de l’ARN. Au cours de mes travaux, j’ai étudié le riborégulateur mgtA chez E. coli. Le ligand de ce riborégulateur est l’ion Mg2+ et le gène régulé code pour le transporteur de Mg2+ MgtA. Les résultats de mon étude ont permis de déterminer que ce riborégulateur utilise un mécanisme de régulation de la transcription et que cette régulation est dépendante de la traduction d’un peptide leader, mécanisme unique à ce jour. Dans le cadre de l’étude du riborégulateur, j’ai effectué une expérience de profilage ribosomique qui a généré de nombreuses données que j’ai par la suite analysées. Les résultats obtenus m’ont permis de montrer que la régulation par le Mg2+ est plus étendue que prévu par la littérature actuelle.