The Role of Specific Amino Acids in the Formation of Ternary Complexes in Nitrogenase Regulation in the Photosynthetic Bacterium Rhodobacter capsulatus

L'azote est l'un des éléments les plus essentiels dans le monde pour les êtres vivants, car il est essentiel pour la production des éléments de base de la cellule, les acides aminés, les acides nucléiques et les autres constituants cellulaires. L’atmosphère est composé de 78% d'azote gazeux, une source d'azote inutilisable par la plupart des organismes à l'exception de ceux qui possèdent l’enzyme nitrogénase, tels que les bactéries diazotrophique. Ces micro-organismes sont capables de convertir l'azote atmosphérique en ammoniac (NH3), qui est l'une des sources d'azote les plus préférables. Cette réaction exigeant l’ATP, appelée fixation de l'azote, est catalysée par une enzyme, nitrogénase, qui est l'enzyme la plus importante dans le cycle de l'azote. Certaines protéines sont des régulateurs potentiels de la synthèse de la nitrogénase et de son activité; AmtB, DraT, DraG, les protéines PII, etc.. Dans cette thèse, j'ai effectué diverses expériences afin de mieux comprendre leurs rôles détailés dans Rhodobacter capsulatus. La protéine membranaire AmtB, très répandue chez les archaea, les bactéries et les eucaryotes, est un membre de la famille MEP / Amt / Rh. Les protéines AmtB sont des transporteurs d'ammonium, importateurs d'ammonium externe, et ont également été suggéré d’agir comme des senseurs d'ammonium. Il a été montré que l’AmtB de Rhodobacter capsulatus fonctionne comme un capteur pour détecter la présence d'ammonium externe pour réguler la nitrogénase. La nitrogénase est constituée de deux métalloprotéines nommées MoFe-protéine et Fe-protéine. L'addition d'ammoniaque à une culture R. capsulatus conduit à une série de réactions qui mènent à la désactivation de la nitrogénase, appelé "nitrogénase switch-off". Une réaction critique dans ce processus est l’ajout d’un groupe ADP-ribose à la Fe-protéine par DraT. L'entrée de l'ammoniac dans la cellule à travers le pore AmtB est contrôlée par la séquestration de GlnK. GlnK est une protéine PII et les protéines PII sont des protéines centrales dans la régulation du métabolisme de l'azote. Non seulement la séquestration de GlnK par AmtB est importante dans la régulation nitrogénase, mais la liaison de l'ammonium par AmtB ou de son transport partiel est également nécessaire. Les complexes AmtB-GlnK sont supposés de lier DraG, l’enzyme responsable pour enlever l'ADP-ribose ajouté à la nitrogénase par DraT, ainsi formant un complexe ternaire. Dans cette thèse certains détails du mécanisme de transduction du signal et de transport d'ammonium ont été examinés par la génération et la caractérisation d’un mutant dirigé, RCZC, (D335A). La capacité de ce mutant, ainsi que des mutants construits précédemment, RCIA1 (D338A), RCIA2 (G344C), RCIA3 (H193E) et RCIA4 (W237A), d’effectuer le « switch-off » de la nitrogénase a été mesurée par chromatographie en phase gazeuse. Les résultats ont révélé que tous les résidus d'acides aminés ci-dessus ont un rôle essentiel dans la régulation de la nitrogénase. L’immunobuvardage a également été effectués afin de vérifier la présence de la Fe-protéine l'ADP-ribosylée. D335, D388 et W237 semblent être cruciales pour l’ADP-ribosylation, puisque les mutants RCZC, RCIA1 et RCIA4 n'a pas montré de l’ADP-ribosylation de la Fe-protéine. En outre, même si une légère ADP-ribosylation a été observée pour RCIA2 (G344C), nous le considérons comme un résidu d'acide aminé important dans la régulation de la nitrogénase. D’un autre coté, le mutant RCIA3 (H193E) a montré une ADP-ribosylation de la Fe-protéine après un choc d'ammonium, par conséquent, il ne semble pas jouer un rôle important dans l’ADP-ribosylation. Par ailleurs R. capsulatus possède une deuxième Amt appelé AmtY, qui, contrairement à AmtB, ne semble pas avoir des rôles spécifiques. Afin de découvrir ses fonctionnalités, AmtY a été surexprimée dans une souche d’E. coli manquant l’AmtB (GT1001 pRSG1) (réalisée précédemment par d'autres membres du laboratoire) et la formation des complexes AmtY-GlnK en réponse à l'addition d’ammoniac a été examinée. Il a été montré que même si AmtY est en mesure de transporter l'ammoniac lorsqu'il est exprimé dans E. coli, elle ne peut pass’ associer à GlnK en réponse à NH4 +.

IL-23 receptor and IL-12 receptor expression is restricted to distinct cell types in the IL-23R-GFP reporter mouse

Les maladies inflammatoires de l'intestin (MII) sont caractérisées par des réponses immunitaires incontrôlées dans l'intestin. Des études génétiques ont associé un polymorphisme dans le gène de l'IL23R à la résistance aux MII. IL23R code pour la protéine de l’IL-23r, une sous-unité du récepteur à l’IL-23 (IL-23R). Ce récepteur appartient à la famille de l’IL-12R, contenant plusieurs récepteurs hétérodimériques. D’ailleurs, IL-12R et IL-23R partagent la sous-unité IL12Rb1. Néanmoins, ces deux récepteurs favorisent des réponses immunitaires distinctes (Th1 vs Th17). Ce mémoire caractérise les dynamiques d’expression cellulaires de l’IL-23R et l’IL-12R, afin d’élucider leurs rôles dans l’inflammation. Nous avons établi qu’IL-23R et IL-12R ne sont jamais co-exprimés, malgré qu’ils partagent la sous-unité IL-12Rβ1. Parmi les cellules de rates de souris, la protéine IL-23r est trouvée dans certaines cellules T TCRγδ ou T CD4+, quelques cellules B et des cellules Lti-like. La protéine IL-12Rβ2 est exprimée par quelques cellules B. L’analyse de l’expression de l’IL-23R et l’IL-12R dans différents organes révéla que la plus grande proportion de cellules exprimant l’IL-23R se retrouve dans la lamina propria de l'intestin grêle, alors que les cellules exprimant l’IL-12Rβ2 ont été retrouvées en proportion équivalente dans tous les organes lymphoïdes. Ces observations appuient les études génétiques suggérant un rôle prédominant de l’IL23R dans les intestins. Finalement, des cultures in vitro suggèrent que l’IL-23R ou l’IL-12R avaient des réactions croisées à l’IL-12 ou l’IL-23. L’étude de l’IL-23R dans les MII devrait donc être complémentée par l’étude de l’IL-12R, car les deux récepteurs pourraient avoir des rôles complémentaires.

Le reporter comme théoricien : une dimension négligée du journalisme politique

Cette thèse examine les théories politiques profanes qui sont mises de l’avant dans les articles et les reportages des journalistes politiques. Par «théories profanes», nous entendons les constructions intellectuelles informelles qui aident les journalistes à appréhender et à concevoir la vie politique. Nous les définissons ici par opposition aux théories scientifiques des universitaires. Ces théories sont examinées sous trois angles différents, au travers de trois articles scientifiques distincts. Notre principal objectif est de déterminer dans quelle mesure et pour quelles raisons les théories journalistiques profanes convergent ou divergent des théories universitaires scientifiques. Au premier chapitre, nous nous demandons ce que les journalistes font, en nous attardant aux critères sur lesquels ces derniers s’appuient pour analyser la personnalité des chefs de partis politiques. Plus précisément, nous cherchons à savoir si les journalistes tiennent compte des considérations politiques jugées importantes par les citoyens. Afin d’atteindre cet objectif, nous réalisons une analyse de contenu des reportages diffusés dans les grands bulletins d’information télévisés au sujet de l’ex-chef du Parti québécois, André Boisclair. Au second chapitre, nous poussons notre réflexion un cran plus loin en nous demandant ce que les journalistes disent précisément dans les théories qu’ils développent. Pour ce faire, nous examinons les théories développées par les journalistes pour expliquer le comportement des parlementaires. De manière spécifique, nous contrastons les théories académiques de la dissidence politique avec ce qui s’est écrit dans les grands journaux canadiens à l’occasion de quatre votes particulièrement serrés ayant eu lieu à la Chambre des communes à propos de la prolongation de la mission canadienne en Afghanistan et de l’abolition du registre des armes d’épaule. Enfin, nous nous attardons à ce que les journalistes pensent de leurs propres théories, en les interrogeant sur les raisons qui les poussent à mettre ces dernières de l’avant et sur la manière dont ils s’y prennent pour les développer. Nous nous attardons aux mécanismes qui rythment la pensée des journalistes et nous portons notre regard sur les matériaux dont ceux-ci se servent pour construire les théories qu’ils incluent dans leurs reportages. Pour ce faire, nous réalisons des entrevues semi-dirigées avec des journalistes politiques affectés à la couverture de l’élection présidentielle française de 2012. Nos questions portent notamment sur le chemin intellectuel qu’ils parcourent lorsqu’ils tentent de comprendre et d’expliquer le comportement des politiciens, ainsi que sur la façon dont ils conçoivent les campagnes électorales et le rôle qu’ils sont appelés à jouer à l’intérieur de celles-ci. Nos conclusions sont à l’effet que les journalistes construisent bel et bien des théories profanes de la vie politique afin d’aller au-delà des simples comptes rendus factuels et de répondre à ce qu’ils considèrent être une nécessité de leur travail. Les théories qu’ils mettent de l’avant tiennent compte des considérations politiques jugées importantes par les électeurs, et elles ont des traits communs avec certaines des idées sous-tendues par les théories scientifiques des universitaires. Ces théories s’articulent autour des observations que font les journalistes, et des conversations auxquelles ils prennent part ou dont ils sont témoins. Elles reflètent la plupart du temps l’expérience ou le vécu du journaliste. Les théories journalistiques profanes se distinguent toutefois des théories scientifiques en ce qu’elles ne sont ni formalisées, ni explicitement nommées. Elles n’ont pas la sophistication des théories universitaires, et elles sont parfois reléguées à l’arrière-plan de la couverture médiatique au bénéfice d’aspects plus théâtraux de la vie politique. Les journalistes développent par contre des mécanismes pour valider leurs théories. La contribution de cette thèse à l’avancement des connaissances se manifeste sur les plans conceptuel, théorique et empirique. Sur le plan conceptuel, nous étayons davantage le concept des théories journalistiques. Notre thèse permet de mieux comprendre la couverture médiatique de la politique, en mettant en lumière un de ses aspects jusqu’ici négligé par les politologues, soit le fait que les journalistes construisent et utilisent des théories politiques qui leur sont propres pour appréhender l’univers au sein duquel ils évoluent. Sur le plan théorique, nous faisons ressortir les objectifs et les impératifs qui guident les journalistes qui développent ces théories. Enfin, sur le plan empirique, nous donnons pour une rare fois l’occasion aux journalistes de s’exprimer sur la manière dont ils perçoivent leur propre travail.

Isolation, purification, characterization and application of proteinaceous protease inhibitor from marine bacterium Pseudomonas mendocina BTMW 301

The microorganisms are recognized as important sources of protease inhibitors which are valuable in the fields of medicine, agriculture and biotechnology. The protease inhibitors of microbial origin are found to be versatile in their structure and mode of inhibition that vary from those of other sources. Although surplus of low molecular weight non-protein protease inhibitors from microorganisms have been reported, there is a dearth of reports on proteinaceous protease inhibitors. The search for new metabolites from marine organisms has resulted in the isolation of more or less 10,000 metabolites (Fuesetani and Fuesetani, 2000) many of which are gifted with pharmacodynamic properties. The existence of marine microorganisms was reported earlier, and they were found to be metabolically and physiologically dissimilar from terrestrial microorganisms. Marine microorganisms have potential as important new sources of enzyme inhibitors and consequently a detailed study of new marine microbial inhibitors will provide the basis for future research (Imada, 2004).

A brackishwater isolate of Pseudomonas PS-102, a potential antagonistic bacterium against pathogenic vibrios in penaeid and non-penaeid rearing systems

A Pseudomonas sp PS-102 recovered from Muttukkadu brackish water lagoon, situated south of Chennai, showed significant activity against a number of shrimp pathogenic vibrios. Out of the 112 isolates of bacterial pathogens comprising Vibrio harveyi, V. vulnificus, V. parahaemolyticus, V. alginolyticus, V. fluvialis, and Aeromonas spp, 73% were inhibited in vitro by the cell-free culture supernatant of Pseudomonas sp PS-102 isolate. The organism produced yellowish fluorescent pigment on King's B medium, hydrolysed starch and protein, and produced 36.4% siderophore units by CAS assay and 32 μM of catechol siderophores as estimated by Arnow's assay. The PS-102 isolate showed wide ranging environmental tolerance with, temperatures from 25 to 40 °C, pH from 6 to 8, salinity from 0 to 36 ppt, while the antagonistic activity peaked in cultures grown at 30 °C, pH 8.0 and at 5 ppt saline conditions. The antagonistic activity of the culture supernatant was evident even at 30% v / v dilution against V. harveyi. The preliminary studies on the nature of the antibacterial action indicated that the antagonistic principle as heat stable and resistant to proteolytic, lipolytic and amylolytic enzymes. Pseudomonas sp PS 102 was found to be safe to shrimp when PL-9 stage were challenged at 107 CFU ml−1 and by intramuscular injection into of ∼5 g sub-adults shrimp at 105 to 108 CFU. Further, its safety in a mammalian system, tested by its pathogenicity to mice, was also determined and its LD50 to BALB/c mice was found to be 109 CFU. The results of this study indicated that the organism Pseudomonas sp PS 102 could be employed as a potential probiont in shrimp and prawn aquaculture systems for management and control of bacterial infections

A marine bacterium, Micrococcus MCCB 104, antagonistic to vibrios in prawn larval rearing systems

marine bacterium, Micrococcus MCCB 104, isolated from hatchery water, demonstrated extracellular antagonistic properties against Vibrio alginolyticus, V. parahaemolyticus, V. vulnificus, V. fluviallis, V. nereis, V. proteolyticus, V. mediterranei, V. cholerae and Aeromonas sp., bacteria associated with Macrobrachium rosenbergii larval rearing systems. The isolate inhibited the growth of V. alginolyticus during co-culture. The antagonistic component of the extracellular product was heat-stable and insensitive to proteases, lipase, catalase and α-amylase. Micrococcus MCCB 104 was demonstrated to be non-pathogenic to M. rosenbergii larvae

Sequential interactions of Silver-silica nanocomposite (Ag-SiO2NC) with cell wall, metabolism and genetic stability of Psedomonas aeruginosa, a multiple antibiotic resistant bacterium

The study was carried out to understand the effect of silver-silica nanocomposite (Ag-SiO2NC) on the cell wall integrity, metabolism and genetic stability of Pseudomonas aeruginosa, a multiple drugresistant bacterium. Bacterial sensitivity towards antibiotics and Ag-SiO2NC was studied using standard disc diffusion and death rate assay, respectively. The effect of Ag-SiO2NC on cell wall integrity was monitored using SDS assay and fatty acid profile analysis while the effect on metabolism and genetic stability was assayed microscopically, using CTC viability staining and comet assay, respectively. P. aeruginosa was found to be resistant to β-lactamase, glycopeptidase, sulfonamide, quinolones, nitrofurantoin and macrolides classes of antibiotics. Complete mortality of the bacterium was achieved with 80 μgml-1 concentration of Ag-SiO2NC. The cell wall integrity reduced with increasing time and reached a plateau of 70 % in 110 min. Changes were also noticed in the proportion of fatty acids after the treatment. Inside the cytoplasm, a complete inhibition of electron transport system was achieved with 100 μgml-1 Ag-SiO2NC, followed by DNA breakage. The study thus demonstrates that Ag-SiO2NC invades the cytoplasm of the multiple drug-resistant P. aeruginosa by impinging upon the cell wall integrity and kills the cells by interfering with electron transport chain and the genetic stability

Use of entomopathogenic bacterium Pseudomonas putida (Enterobacteriaceae) and it secretions against the Greater Wax Moth Galleria mellonella pupae

The bacterium from Pseudomonas putida from Steinernema abbasi and its metabolic secretions caused the mortality of the Galleria mellonella pupae. Experiments were conducted in sand and filter paper on time exposure, temperature, moisture, dose and time of penetration of bacterium in pupae and tested stored or dried toxic metabolites using G. mellonella pupae as a test target organism. Death of pupae was probably due to the toxic metabolites. Pseudomonas putida cells were recovered from the haemocoele when bacterial cells were applied to the G. mellonella pupae indicating that bacterial cells can enter the haemocoele in the absence of nematode vector. Penetration of bacterium was found rapidly after application on G. mellonella pupae. Pseudomonas putida or its toxic secretions can be used as a microbial control for insect control. The experimental results indicate that there is possibility of using P. putida and its toxic secretions as a biopesticide and can contribute in the development of new microbial and biological control against insect pests.

Pathogenicity of the bacterium Pseudomonas putida from the entomopathogenic nematode Steinernema abbasi and its secretion against Galleria mellonella larvae

The Entomopathogenic bacterium Pseudomonas putida from Steinernema abbasi and its metabolic secretions were lethal to the Galleria mellonella larvae. Different laboratory experiments on time interval, substrate, moisture, temperature, dose, penetration of cells, stored and dried metabolites were conducted in sand and filter paper bioassays. It was concluded that death was probably due to the toxic metabolites. This bacterium and its metabolites were found very effective at 30 degree C. Penetration of bacterium was rapid after application on G. mellonella larvae. P. putida cells were recovered from the haemocoele when suspensions containing bacterial cells were applied to the G. mellonella indicating that bacterial symbionts do have a free-living existence and can enter the haemocoele in the absence of nematode vector. Stored metabolite and dried metabolites were found persistent for long time. This bacterium or its toxic secretions can be used for insect control that can be important component of integrated pest management against different insect pests. P. putida and its secretions are suggested as the most appropriate suspension to apply against insect pest control program in tropical ecological regions.

Pathogenicity of the bacterium Xenorhabdus nematophila isolated from the entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae and its secretions against Galleria mellonella larvae

The entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila was isolated from the hemolymph of Galleria mellonella infected with Steinernema carpocapsae. The bacterial cells and its metabolic secretions have been found lethal to the Galleria larvae. Toxic secretion in broth caused 95% mortality within 4 d of application whereas the bacterial cells caused 93% mortality after 6 d. When filter and sand substrates were compared, the later one was observed as appropriate. Similarly, bacterial cells and secretion in broth were more effective at 14% moisture and 25 °C temperature treatments. Maximum insect mortality (100%) was observed when bacterial concentration of 4×106 cells/ml was used. Similarly, maximum bacterial cells in broth (95%) were penetrated into the insect body within 2 h of their application. However, when stored bacterial toxic secretion was applied to the insects its efficacy declined. On the other hand, when the same toxic secretion was dried and then dissolved either in broth or water was proved to be effective. The present study showed that the bacterium, X. nematophila or its toxic secretion can be used as an important component of integrated pest management against Galleria.

Antifungal activity of bacterium symbiotically associated with Steinernema abbasi towards Fusarium oxysporum

Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (Fol) is the causal agent of the Fusarium wilt disease of tomato. Soil fumigant (mainly methyl bromide) applications are in use for its control. With the increasing environmental awareness, biological control methods are under investigation for their effectiveness, including the use of antagonists. Pseudomonas oryzihabitans (=Flavimonas oryzihabitans), a symbiont of the entomopathogenic nematode Steinernema abbasi was investigated as an antagonism of a Fol isolate in two laboratory and two glasshouse experiments. Bacteria and cell-free filtrate antifungal activity were tested both in dual cultures and in broth culture. In pot experiments, suspensions of bacteria in five concentrations (106, 105, 104, 103 and 102 cells/ml) were tested for their ability to control the pathogen at 25±3°C. In all tests the bacterium significantly inhibited the growth of Fol mycelium in vitro. Similar results were obtained when the bacterium was also tested against Fusarium oxysporum f.sp. radicis lycopersici and against Rhizoctonia solani. Moreover, when it was introduced into the soil, it was able to suppress the Fusarium wilt of tomato.

Biological control of Rhizoctonia solani Damping-off with a bacterium symbiotically associated with Steinernema abbasi

Rhizoctonia solani is a causal agent of damping-off of may cultivated plants. An isolate of the bacterium Pseudomonas oryzihabitans, symbiotically associated with the entomopathogenic nematode Steinernema abbasi, strongly inhibited the pathogen in vitro. The bacterium was firmly attached onto fungus mycelia and degraded the cell walls of the pathogen. In greenhouse experiments, bacterial suspension in sterile water applied in the soil, effectively controlled damping-off of radish.

In vivo expression technology (IVET) selection of genes of Rhizobium leguminosarum biovar viciae A34 expressed in the rhizosphere

IVET was used to identify genes that are specifically expressed in the rhizosphere of the pea-nodulating bacterium Rhizobium leguminosarum A34. A library of R. leguminosarum A34 cloned in the integration vector pIE1, with inserts upstream of a promoter-less purN:gfp:gusA, was conjugated into purN host RU2249 and recombined into the genome. After removal of colonies that expressed the reporter genes of the vector under laboratory conditions, the library was inoculated into a nonsterile pea rhizosphere. The key result is that 29 rhizosphere-induced loci were identified. Sequence analysis of these clones showed that a wide variety of R. leguminosarum A34 genes are expressed specifically in the rhizosphere including those encoding proteins involved in environmental sensing, control of gene expression, metabolic reactions and membrane transport. These genes are likely to be important for survival and colonization of the pea rhizosphere.

Green fluorescent protein as a reporter of prion protein folding

Background: The amino terminal half of the cellular prion protein PrPc is implicated in both the binding of copper ions and the conformational changes that lead to disease but has no defined structure. However, as some structure is likely to exist we have investigated the use of an established protein refolding technology, fusion to green fluorescence protein (GFP), as a method to examine the refolding of the amino terminal domain of mouse prion protein. Results: Fusion proteins of PrPc and GFP were expressed at high level in E. coli and could be purified to near homogeneity as insoluble inclusion bodies. Following denaturation, proteins were diluted into a refolding buffer whereupon GFP fluorescence recovered with time. Using several truncations of PrPc the rate of refolding was shown to depend on the prion sequence expressed. In a variation of the format, direct observation in E. coli, mutations introduced randomly in the PrPc protein sequence that affected folding could be selected directly by recovery of GFP fluorescence. Conclusion: Use of GFP as a measure of refolding of PrPc fusion proteins in vitro and in vivo proved informative. Refolding in vitro suggested a local structure within the amino terminal domain while direct selection via fluorescence showed that as little as one amino acid change could significantly alter folding. These assay formats, not previously used to study PrP folding, may be generally useful for investigating PrPc structure and PrPc-ligand interaction.