Soutenance de thèse de SOURICE Mathieu
Titre de thèse
Biogenèse des Protéines Fe-S et Développement de l'Approche 2PRIM-BOOST pour la Production et l'Exploration Fonctionnelle de Métabolites Secondaires chez Myxococcus xanthus
Fe-S Protein Biogenesis and Development of the 2PRIM-BOOST Approach for Production and Functional Exploration of Secondary Metabolites in Myxococcus xanthus
Résumé de la thèse
Les bactéries produisent de petites molécules, les métabolites secondaires, qui intéressent la recherche pour leurs nombreuses propriétés thérapeutiques et leur rôle au sein du biotope. Les myxobactéries sont des bactéries à Gram-négatif décrites comme des multi-producteurs de métabolites secondaires. Cependant, leur identification et production en laboratoire est complexe. Durant ma thèse, j'ai utilisé la myxobactérie, M. xanthus, pour développer une approche 2PRIM-BOOST, qui combine optimisation du protocole de culture de M. xanthus et biologie synthétique. Les avantages de cette approche sont une accumulation de composés intervenants dans la biosynthèse des métabolites secondaires, et l'obtention d'un métabolome épuré facilitant l'identification structurale et la mise en évidence d'activités biologiques. Comme preuve de concept, la combinaison des différents outils a permis d'augmenter très significativement la production de la myxoprincomide. Une fois validée, cette méthode m'a permis de découvrir un nouveau métabolite, et des analogues, qui restent à caractériser. Pour leur biosynthèse, certains métabolites nécessitent des protéines avec un cofacteur à centre Fe-S. J'ai étudié le processus de biogenèse des protéines Fe-S chez M. xanthus et découvert un contexte génétique dans lequel l'expression des machineries de biogenèse des centres Fe-S est maximale. L'ensemble de mes travaux serviront à identifier les métabolites secondaires inconnus de M. xanthus, et de façon plus large ceux des myxobactéries, qu'ils dépendent ou non de protéines Fe-S.
Thesis resume
Bacteria produce small molecules known as secondary metabolites, which interest research for their numerous therapeutic properties and their role within the biotope. Myxobacteria are Gram-negative bacteria described as multi-producers of secondary metabolites. However, their identification and production in the laboratory is complex. During my thesis, I used the myxobacterium, M. xanthus, to develop a 2PRIM-BOOST approach, which combines optimization of the M. xanthus culture protocol and synthetic biology. The advantages of this approach are an accumulation of compounds involved in the biosynthesis of secondary metabolites, and a simplified metabolome facilitating structural identification and the demonstration of biological activities. As a proof of concept, the combination of the different tools enabled us to significantly increase myxoprincomide production. Once validated, this method enabled me to discover a new metabolite, and analogues, which remain to be characterized. For their biosynthesis, some metabolites require proteins with an Fe-S cofactor. I have studied the process of Fe-S protein biogenesis in M. xanthus and discovered a genetic context in which the expression of Fe-S cluster biogenesis machineries is maximal. All my work will be used to identify unknown secondary metabolites of M. xanthus, and more broadly those of myxobacteria, whether or not they depend on Fe-S proteins.