7.But du travail

Chapitre II : But du travail.
Chapitre II : But du travail.
Cupriavidus metallidurans CH34 est la bactérie qui possède le plus grand nombre et la plus
grande diversité de gènes impliqués dans la réponse aux métaux lourds. Près de 200 gènes ont
ainsi été répertoriés, dont la majorité codent pour des systèmes d’efflux divers (HME-RND,
ATPase de type P, CDF…) (Mergeay et al., 2003, Monchy et al., 2007)
Dans ce contexte, le système de résistance au cuivre Cop du plasmide pMOL30 se distingue
par quatre particularités :
1°) le nombre total de gènes : au moins 19 et peut-être 35 groupés dans un même îlot
génomique (CMGI30b). La multiplicité de ces gènes semble correspondre à
l'adaptation aux plus hautes concentrations de cuivre viables pour une bactérie
hétérotrophe mésophile,
2°) la prise en charge du cuivre cytoplasmique et du cuivre périplasmique,
3°) la prise en charge des deux valences du cuivre,
4°) la majorité des gènes cop de pMOL30 (12 sur 19) codent pour des protéines sans
homologues et dont la fonction est inconnue.
Le but de cette étude est de mieux comprendre le système cop de pMOL30, par diverses
approches physiologiques, biochimiques, génétiques et écologiques.
Cette thèse comporte trois axes:
• Une étude phénotypique de la réponse au cuivre de la bactérie C. metallidurans CH34,
de ses dérivés partiellement ou totalement curés de ses plasmides, de ses mutants cop
construits dans deux contextes génétiques différents (celui du plasmide pMOL30 et
celui d'un cosmide ne contenant que l’îlot cop). L'analyse phénotypique comprend :
1°) la réponse au cuivre (viabilité, CMI) en milieu solide,
2°) la réponse au cuivre détectée par cytométrie de flux,
3°) la réponse au cuivre (viabilité, CMI) des mutants en milieu solide,
4°) l'expression de CopK dans les différents mutants cop.
• L'étude biochimique des protéines CopK et CopI :
1°) CopK, une petite protéine riche en résidus méthionine et restée longtemps
unique dans les bases de données est la protéine Cop la plus abondante et son gène
est l'un des plus induit en transcriptomique en présence de Cu(II).
2°) CopI pourrait être une protéine redox dont la fonction n'est pas située par
rapport à une autre protéine redox mieux étudiée : CopA. CopK et CopI ont été
choisies après l’étude bioinformatique préalable de toutes les protéines Cop.
• Une approche écologique qui consiste à détecter la présence de certains gènes cop
dans des biotopes contaminés par le cuivre et à tester l’importance éventuelle de CopK
dans la réponse bactérienne à des conditions métalliques extrêmes. Cette approche
comprend deux volets :
1°) La détection de copK et de copA dans l’ADN total extrait de sols dont la
concentration en cuivre biodisponible est déterminée ;
2°) La recherche des gènes copK, copA et czcC dans une soixantaine de bactéries
cupro-résistantes isolées de ces sols.
Cette étude constitue une tentative pour relier le biotope de la bactérie étudiée, considéré à un
bout d'une chaîne et la structure des protéines-clefs impliquées dans l'adaptation aux
concentrations métalliques extrêmes typiques de ce biotope (l'autre bout de la chaîne) via
l’étude des divers aspects physiologiques et génétiques permettant de les relier. Dans ce
contexte, CopK peut être considérée comme le principal fil conducteur du travail.
30