en fr Investigation of E. coli genome complexity by means of fluorescent reporters of gene expression Etude de la complexité du génome chez Escherichia coli par lintermédiaire de lexpression dun gène fluorescent Report as inadecuate




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1 LBPA - Laboratoire de Biologie et de Pharmacologie Appliquée

Abstract : Escherichia coli is able to survive in many different environments. The information necessary for this adaptation is encoded in the chromosome. This circular molecule is condensed in a compact DNA-protein structure, called the nucleoid. The chromosome is not uniform, and shows uneven distributions of nucleoid-associated proteins NAPs binding sites, AT-rich sequences and general protein occupancy domains. It has been demonstrated that the position of important genes is highly conserved in ?-Proteobacteria. These differences along the chromosome and the conserved position of important genes suggest that the position of the gene can influence gene expression. To test this hypothesis, I studied the expression of a fluorescent reporter gene inserted in different positions around the chromosome. The expression of the reporter is driven by differently regulated promoters, one repressed by the important NAP H-NS, one non regulated and one subject to supercoiling and stringent control. We studied the dynamical expression of these promoters in different growth conditions, growth phases, upon nutritional upshift and under stress. We showed that the expression of the H-NS dependent promoter depends on the location on the chromosome, because H-NS repression is enhanced in presence of AT-rich sequences. We also studied the influence of a divergent gene on the reporter expression as a function of chromosomal position, and showed that this influence depends on the location of the gene. With our study we have been therefore able to show the impact of chromosomal position on gene expression and to give a new perspective on genome complexity.

Résumé : Escherichia coli est capable de survivre dans de nombreux environnements différents. Les informations nécessaires à cette adaptation sont codées dans le chromosome. Cette molécule circulaire est condensé dans une structure compacte protéines-ADN, appelée nucléoïde. Le chromosome n¿est pas uniforme et montre notamment une distribution inégale de sites de fixation de protéines et de séquences riches en AT. Il a été montré que la position des gènes importants pour la cellule est hautement conservée dans les gamma-protéobactéries. Ces différences le long du chromosome et cette conservation de la position suggèrent que la position du gène peut influencer son expression. Pour tester cette hypothèse, on a étudié l-expression d-un gène fluorescent inséré dans différentes positions autour du chromosome. L-expression de ce gène est contrôlé par des promoteurs différemment régulés: un est réprimé par la protéine H-NS, un est non régulé et un est sensible au superenroulement de l-ADN. Nous avons étudié l-expression dynamique de ces promoteurs pendant les différentes phases de croissance dans différentes conditions. Nous avons montré que l-expression du promoteur dépendant de la protéine H-NS est liée à l-emplacement sur le chromosome. En effet, la répression par H-NS est accrue en présence de séquences riches en AT. Nous avons également étudié l-influence d-un gène divergent sur l-expression de gènes rapporteurs en fonction de la position chromosomique. Nous avons montré que cette influence dépend de la localisation du gène. Nous avons donc demontré l-impact de la position chromosomique sur l-expression des gènes tout en donnant une nouvelle perspective sur la complexité du génome.

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Keywords : Gene expression Escherichia coli

Mots-clés : Expression dynamique Position chromosomale Adaptation Regulation transcriptionelle Organisation du génome Supercoiling





Author: Elisa Brambilla -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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