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Thèse Année : 2023

FcrX, a new global regulator of cell cycle in free living conditions and during symbiosis in Sinorhizobium meliloti

FcrX, un nouveau régulateur du cycle cellulaire en vie libre et pendant la symbiose chez Sinorhizobium meliloti

Sara Dendene
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1302325
  • IdRef : 272488550

Résumé

Sinorhizobium meliloti is a bacterium that establishes a symbiosis with legumes plants, such as Medicago, Melilotus and Trigonella. During symbiosis, S. meliloti fixes the atmospheric nitrogen into ammonia and in return the plant shares carbon sources with its symbionts. During the symbiosis process, S. meliloti undergoes a drastic cellular change leading to an intracellular terminal differentiation into bacteroids which are characterized by genome endoreduplication, cell enlargement and high membrane permeability. The bacterial cell cycle regulation is closely implicated in this process of differentiation. Indeed, the bacterial regulator CtrA, which, in free living conditions, activates cell division (controlled by constriction ring forming FtsZ), and inhibits DNA replication, is absent in bacteroids. However, the mechanism by which CtrA and FtsZ are downregulated during symbiosis is still unknown. This study focuses on a new essential factor FcrX «FtsZ cell cycle regulator X» in S. meliloti. On one hand, we studied the role of FcrX in cell cycle regulation in the free-living condition and its link with CtrA and FtsZ. Using several techniques we showed that FcrX is able to interact with FtsZ and CtrA and down regulate their accumulation potentially via the degradosome. From another side, we investigated the role of FcrX during the symbiotic process, concluding that FcrX expression is also essential for the symbiosis establishment. Moreover, the overexpression of this regulator leads to a gain in dry mass of the symbiont partner Medicago sativa.
Sinorhizobium meliloti est une bactérie capable d'établir une relation symbiotique avec les légumineuses du genre Medicago, Melilotus et Trigonella. Au sein des nodosités S. meliloti fixe l'azote atmosphérique sous une forme assimilable par la plante en échange de sources carbonées. Au cours du processus symbiotique S. meliloti se différencie en bactéroïdes. Ces bactéroïdes sont la forme cellulaire fixatrice de l'azote atmosphérique et se caractérisent par un élargissement cellulaire, une polyploïdie et une perméabilisation membranaire. La régulation du cycle cellulaire est étroitement liée au processus symbiotique. En effet, au niveau des bactéroides, le régulateur maitre du cycle cellulaire CtrA, responsable de l'inhibition de la réplication de l'ADN et l'activation de la division cellulaire (réalisée par la protéine FtsZ) sont absents. Cependant, le mécanisme par lequel sont régulés CtrA et FtsZ chez S. meliloti sont encore mal connu à ce jour. Cette étude s'est focalisée sur un nouveau régulateur appelé FcrX «FtsZ cell cycle regulator X», essentiel chez S. meliloti. D'un côté nous avons étudié le rôle de FcrX dans la régulation du cycle cellulaire en vie libre et son lien avec CtrA et FtsZ. Ainsi, en utilisant différentes approches nous avons pu mettre en évidence l'implication directe de FcrX dans la régulation négative de CtrA et FtsZ potentiellement via le dégradosome. D'un autre côté, nous avons investigué le rôle de FcrX pendent le processus symbiotique, et nous sommes arrivés à la conclusion que l'expression de FcrX est également essentielle dans un contexte de symbiose. De plus, une surexpression de ce régulateur est à l'origine d'un gain de masse chez la légumineuse Medicago sativa.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04267745 , version 1 (02-11-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04267745 , version 1

Citer

Sara Dendene. FcrX, a new global regulator of cell cycle in free living conditions and during symbiosis in Sinorhizobium meliloti. Genomics [q-bio.GN]. Université Paris-Saclay, 2023. English. ⟨NNT : 2023UPASB045⟩. ⟨tel-04267745⟩
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