Définition du régulon DasR chez Streptomyces coelicolor, un réservoir pour la découverte de nouveaux gènes essentiels à l'induction de la différenciation morphologique et la production de métabolites secondaires

Ce travail vise à comprendre les mécanismes d’induction du développement chez les Streptomyces. Chez ce genre bactérien, le facteur de transcription DasR a été identifié comme le premier régulateur global à la charnière entre le métabolisme primaire et le métabolisme secondaire, capable de percevoir l'état nutritionnel de l'environnement et d'adapter en conséquence la réponse des différents processus associés au développement (Rigali et al., 2006 et Rigali et al., 2008).

La première ambition de cette thèse de doctorat a été d'évaluer l'ampleur du régulon DasR chez S. coelicolor afin d'obtenir une liste - exhaustive et appuyée par des critère de fiabilité - des gènes ciblés par ce régulateur global. L'hypothèse à la base de ce travail de prédiction était qu'au sein du régulon DasR se trouvaient peut-être des gènes de fonction encore inconnue mais essentiels au développement. Comprendre le rôle de ces protéines pouvait déboucher sur l'élucidation de nouvelles voies d'induction du développement et donc peut-être de nouvelles voies à exploiter pour induire le réveil des gènes cryptiques.

La première démarche visant à répondre à ce premier objectif nous a amené à constater les lacunes des programmes web de prédiction des régulons existant, notamment le manque de flexibilité au niveau des critères de recherche et au niveau de l'exploitation des résultats obtenus, ainsi que l'absence de moyen permettant d'estimer la fiabilité de la prédiction. C'est pourquoi, dans un premier temps, nous nous sommes lancés le défi de créer un nouvel outil de prédiction des régulons procaryotiques qui répondrait davantage aux attentes des biologistes. Ce programme, nommé PREDetector (Prokaryotic Regulatory Elements Detector), a été réalisé en collaboration avec le Professeur Louis Wehenkel (Department of Electrical Engineering and Computer Science, Université de Liège) (Hiard et al., 2007). Les caractéristiques et les possibilités offertes par PREDetector sont expliquées et illustrées dans le premier chapitre des résultats.

Le second chapitre des résultats - ainsi que l'annexe de cette thèse - sont quant à eux dédiés à l'exploitation de ce programme et la caractérisation de l'ensemble des cibles de DasR prédites chez S. coelicolor. Ensuite, et toujours motivé par un souci de présenter un travail fiable pour d'ultérieures investigations, une comparaison des régulons DasR prédits chez différents streptomycètes et autres actinomycètes (prédictions et démarches détaillées dans l'annexe de thèse), vient appuyer notre définition du noyau dur du régulon DasR - conservon DasR - déduit pour l'organisme modèle S. coelicolor.

Enfin, nous passons à l'étape d'utilisation de ces données bioinformatiques avec l'étude de gènes/protéines dont l'expression est dépendante de DasR dans le but de peut-être établir de nouvelles connexions entre le métabolisme primaire et le développement chez la souche modèle S. coelicolor. De manière intéressante, le régulon DasR de S. coelicolor comprend plusieurs gènes codant pour des systèmes de transport ABC de sucre. A l'instar du PTSGlcNAc, ces transporteurs situés à l'interface cellule/environnement peuvent aussi être les senseurs de molécules cruciales pour l'induction du développement. Après le PTSGlcNAc, nous nous sommes donc concentrés sur l'étude du premier transporteur ABC de sucre régulé par DasR - en termes de fiabilité des prédictions et de conservation inter-espèces/-genres -, c'est-à-dire, le système DasABC. Dans le troisième chapitre des résultats nous démontrerons ainsi que DasA est une protéine impliquée dans le processus de différenciation morphologique de S. coelicolor (Colson et al., 2008).