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Laboratoire dÉcologie Microbienne de la Rhizosphère « et dEnvironnements extrêmes » (LEMiR « E »)

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Présentation au sujet: "Laboratoire dÉcologie Microbienne de la Rhizosphère « et dEnvironnements extrêmes » (LEMiR « E »)"— Transcription de la présentation:

1 Laboratoire dÉcologie Microbienne de la Rhizosphère « et dEnvironnements extrêmes » (LEMiR « E »)

2 Personnel permanent Chercheurs ACHOUAK Wafa BALESDENT Jérôme BERGE Odile CHAPON Virginie HEULIN Thierry SANTAELLA Catherine ITA BARAKAT Mohamed (IR) BRUTESCO Catherine (TS) BRANDELET Géraldine (T) CONROD Sandrine (T) DE LUCA Gille (IR) MAROL Christine (I) ROBERT Sylvie (IE) Thésards DERRIEN Delphine GOMMAUX Maxime HAICHAR Feth-El-Zahar PROFIZI Camille Post-Docs CHANAL Angélique DE GROOT Arjan NERCESSIAN Olivier SANCHEZ Lisa DEA MARCON Estelle

3 Programme toxicologie nucléaire-E TRANSPLAM (Cd, Zn) TOXICOGENOMICS (Cd, U) RÉSISTANCE DES BACTÉRIES (Se, U) Pseudommonas brassicacearum Stenotrophomonas maltophilia

4 Ligation of DNA fragments in pGEMT Electrotransformation White/bleue screen pGemT E. coli DH5, Plates LA-amp Microplates growth and conservation A B C D E F G H A Digestion by S1 nuclease PCR cycle using Taq polymerase A A A A A DNA extraction (strain NFM421) Ultrasound DNA fragmentation kb 2 Kb Sub-WP2.1: Construction of small fragment genomic librarie and genomic microarrays of Pseudomonas brassicacearum NFM clones clones

5 Analysis and identification of modulated genes R > 2 or < 0.5 Statistic Analysis of data Fragment sequencing Sequence homology Banque de séquences ATGCTCCA TTCGGAAT CGATTTAC TCGCTATA Gene identification Metabolic pathway Experiments in triplicates Dye swap

6 + - II Biosynthèse LPS L-proline D-proline Proline racemase Ornithine cyclodeaminase 5-amino pentanoate Dihydro lipoamide dihydrolipoate D-proline reductase L-ornithine DEGRADATION DE LORNITHINE BIOSYNTHESE DES POLYAMINES agmatine aguB L-arginine ornithine glutamate speA N-acetyl Putrescine CO 2 Putrescine N-carbamoyl putrescine NH 4 Decarboxylated S-adenosylmethionine dSAM S-adenosylmethionine SAM spermidine aguA Agmatinase speB speE speD CO 2 + NH 4 + Spermidine N-acetyl transferase speG Urée speC acetate H+H+ ATP Nitrate reductase nosF copper processing, ATP/GTP binding protein Denitrification H+H+ Drug AcrA like protein Resistance-Nodulation-Division efflux system (RND) OprB like protein Glucose carbohydrates Carbohydrate-selective porin H+H+ Drug OprM like protein Membrane efflux Protein (OEP) Na + /H + antiporter Na + Major Facilitator Superfamily (MFS) ara H+H+ Putative arabinose-proton symporter Small solutes H +, Pi Putative MFS H +, Pi ATP Ferrichrome or Copper ABC transporter Putative Transmenbrane oxidoreductase PbD sequestration protein ATP T A B C Pb(II) D ATP ABC transporteur NAD NADP ADP ATP NAD kinase NADP phosphatase P H2OH2O NADPH NADH Pyridine nt transhydrogenase PntA H+H+ H+H+ Metabolisme des nicotinate et nicotinamide HJKMNHJKMN B C D I 3FeS E F G 5FeS NADH NAD + Q QH 2 FMN H+H+ 2H + METABOLISME ENERGETIQUE NuoG et NuoL NADH dehydrogenase ATP synthase F1, su atpG ATP H+H+ OmpA like protein Porine OprE like protein OprL Peptidoglycan- associated lipoprotein Macromolecules OM integrity Growth in low osmolarity FliC flagellin like protein FlgC flagellar basal-body rod protein Surface adhesion protein Mobilitté et adhésion Métabolisme du glyoxylate OSMOREGULATION Phosphatidyl choline Phosphoryl choline choline Betain aldehyde Glycine Betain Dimethylglycine Methylglycine SARCOSINE glycine L-serine tRNA gly Sarcosine oxidase soxA Métabolisme des sphingoglycolipides Métabolisme du méthane Métabolisme du soufre P. C Phosphorylcho. P. Cho. DH, betA Betain aldehyde DH betB B HMT DMGO SHMT Métabolisme des purines 2-aminomuconic 6-semialdehyde 4-hydroxy 2-oxovaleric acid 2-aminomuconicacid semialdehyde DH AmnC 2-amino-phenol 2-aminomuconic acid 4-oxalo crotonic acid 2-oxopent 4-enoic acid Pyruvic acid Acetaldehyde AcetylCoA AmnBA AmnD AmnE AmnF AmnG AmnH DEGRADATION DES COMPOSES PHENOL P-dol Man-GDP Man -P-dol N-glycan Métabolismes du fructose et du mannose Dolichol-P- mannosyl transferase dpm1 Quinoprotein ethanol DH Acetaldéhyde Acetaldehyde DH Acetate NADH+H + ethanol 2H + +2e Acetyl CoA transferase 3-oxoacyl- (ACP) synthase III Hexadecanoate Biosynthèse des acides gras Acetyl-(ACP) Aceto-acetyl-(ACP) Malonyl-CoA Malonyl-(ACP) Acetyl CoA 1D-myo-inositol-1P 1D-myo-inositol P 1-phosphatidyl-1D-myo-inositol-4.5biP Phosphatidyl-1D-myo-inositol 1-Phosphatidyl- 1D-myo-inositol-4.5biP Phosphatidyl inositol 4-P-5-kinase (PiP5K) Inositol P METABOLISME DU PHOSPHATE INOSITOL Métabolisme du propanoate Dégradation de la lysine Métabolisme des acides gras Métabolisme du tryptophane TCA Succinyl CoA sucD Isocitrate oxalosuccinate cétoglutarate succinate Acide fumarique Acide malique aconitase Isocitrate dehydrogenase Isocitrate dehydrogenase Cetoglutarate dehydrogenase Succinyl CoA synthetase Succinate dehydrogenase fumarase Malate quinone oxidoreductase mqo 2H CO 2 CoASH CO 2, 2H GDP + Pi GTPCoASH 2H H2OH2O Métabolisme du butanoate Métabolisme de lalanine et de laspartate Métabolisme des acides dibasiques en C5 Biosynthèse et dégradation des composés cétones CoASH citrate Oxaloacetate Citrate synthase Métabolisme des nucléotides Interconversions des pentoses et glucuronates Métabolisme et épargne des sucres Glucose-6-P Glucose-1-P Glyceraladhehyde-3-P Glycerate-2-P Pyruvate PEP Acetyl CoA L-lactate Cycle des pentoses phosphate Fructose-6P MltK, ATP binding su MltZ Fructokinase ATP E F G K Mannitol Glucitol Fructose Transport du mannitol, arabitol and glucitol mtl DÉGRADATION DU BENZOATE 3-hydroxy pimeloyl-coA Benzoyl-CoA 2-cétocyclohexane 1-carboxyl-coA 6-oxo-2-hydroxy cyclohexane 1-carboxyl-coA Acyl-CoA thioestérase II Pimeloyl-coA Métabolisme de la phénylalanine Dégradation de léthyl benzène Substrat ox Substrat red NADP + NADPH+H + TrxR Proteine-S 2 Proteine-(SH) 2 TrxR-(SH) 2 TrxR-S 2 Thioredoxine trxA Biosynthèse des nt purines et pyrimidines Voie dassimilation du sulfate Voie des thioredoxines PRPP BIOSYNTHESE DES PURINES ARN ADN ARN ADN GDP GTP ATP dGTP dATP IMPXMP GMPAMP ADP adenosine inosine xanthosine guanosine adenine hypoxanthine xanthine guanine Ribose-5P Ribosylamine-5P L-glutamine 1-(5phosphoribosyl) N-formylglycinamide FGAM 1-(5phosphoribosyl) 5-aminoimidazole (AIR) 5phosphoribosyl 4-carboxy-5-aminoimidazole (CAIR) AICAR Phosphoribosyl Aminoimidazole mutase purE Phosphoribosyl aminoimidazole carboxylase purK N 5 -CAIR purE ATP HCO 3 - ADP L-lys tRNA L-tyrosine Hydroxyphenylpyruvate dioxygenase 4-hydroxyphenyL pyruvate homogentisate maleylacetoacetate fumarylacetoacetate acetoacetate fumarate Tyr amino transferase DEGRADATION DE LA TYROSINE Phenol Dégradation des acides gras à chaine courte Dégradation de la lysine Fermentation Cycle du glyoxylate D-lysine Diaminopimelate epimerase dapF Diaminopimelate decarboxylase lysA L-lysine BIOSYNTHESE DE LA LYSINE L-aspartate 2.3-dihydrodipicolinate N-acetyl-L-2-amino- 6-oxopimelate N-succinyl-2-amino 6-oxopimelate N-succinyl-L-2.6-diamino pimelate 2.6-diaminopimelate Meso-2.6-diaminopimelate Biosynthèse pepidoglycan Cholest-4-en-3-one Cholesterol O2O2 H2O2H2O2 oxidase Métabolisme des lipides UDP-3-acylN- acetylglucosamine Deacetylase lpxC UDP-3-O-(3hydroxite)-teradecanoyl) D-glucosamine UDP-N-D-acetylglucosamine UDP-3-O-(3OH-teradecanoyl)N- acetylglucosamine UDP-3-O-(3OH-teradecanoyl) D-glucosamine LpxD Lipide A dissacharide BIOSYNTHESE DES LIPOPOLYSACCHARIDES sedoheptulose ADP-L-glycero-D- manno-heptose ADP-heptose--LPS heptosyltransferase II waaF …(KDO 2)(Hep 1)-Lipide A CMP-3-deoxy- D-mannotulonate …(KDO 2)… lipide A KdtA …(KDO 2)(hep 1) … lipide A …(KDO 2)(hep 1) )(gal 1-6) … lipide A WaaG WaaY WaaP WaaQ WaaB WaaA LpxL WaaC Métabolisme des sucres aminés Lipopolysaccharide mature WbpD: UDP- Man2NAc3NAC3NAc3N- acetyltransferase WbpG: aminotransferase Biosynthèse du LPS (hétéropolymère de di à pentasaccharides = B- Band LPS) Organic solvant tolerance protein OstA/Imp Biosynthèse de lenveloppe et division cellulaire mraZ familly protein OstA Ammonia monoxygenase amoA NH 3 METABOLISME DE LAZOTE hydroxylamine H2OH2O NO 2 - (nitrite) 4H,H + Résistance au nickel (opéron nreAB) NreA protein Régulateur transcriptionnel GntR Opéron glutamate Utilisation de lhistidine Répression de la dégradation des acides gras Short chain DH Hypothetical serin/thréonine kinase N-acetyl transferase Probable sensor histidine kinase Molybdopterine oxidoreductase COLD SHOCK PROTEINS (DnaK, CspA) TRANSCRIPTION ET TRADUCTION Facteurs initiation de la traduction (IF-3) Proteines ribosomales (L1, S11) Histone-like protein (HupN) DNA methyltransferase DNA primase Transposase Polyamines metabolism Osmoregulation Purines biosynthesis Transporters Unknown putative regulators LPS biosynthesis & motility Peptidoglycan biosynthesis Lipids metabolism Oxidative phosphorylation Citric acid cycle

7 Stenotrophomonas maltophilia Sélénites 10 mM Tellurites 200 µg/ml CdCl µM EDX ESEM/MET 363 mmol/g cellules 4% de la biomasse cellulaire 4% de la biomasse cellulaire

8 1 mM ZnSO 4 Apparition d un composé thiolé soluble de façon proportionnelle, et spécifique au Zn et au Cd (en cours de caractérisation) cystéine, spécifique au cadmium 50 M 500 M 0 CdCl2 cys Dosages en HPLC Cd Co, Zn, Ni, Ag, Pb, Hg, sélénites Composés thiolés solubles cellulaires

9 SC777 TSA/10 Cd 500 µM SC777 TSA/10 Métabolome des composés soufrés

10 Culture sur milieu solide M de CdCl 2 CdS Spéciation du cadmium CdS Sur milieu solide, la 1ère sphère de coordination du Cd est composée de 4 atomes de S à une distance de 2.53 Å qui correspond au CdS Sur milieu liquide 20% du Cd est sous forme de CdS et le reste sous forme de Cd-O octaédrique Formation de colonies jaunes en présence de Cd TSA M de CdCl 2 TSA Culture sur milieu liquide M de CdCl 2 Lumière continue

11 Personnes impliquées Jérome Rose (CNRS, CEREGE) : Spéciation du cadmium, analyses EXAFS, XANES Christophe Junot (CEA, Sacay) : Caractérisation du composé thiolé par MS Patrick Carrier (LEP, CEA) : Dosage du cadmium et autres par ICP optique Stéphane Cuiné (LEP, CEA) : Analyse des composés thiolés solubles Xavier Gidrol; Pascal Soularue (SGF, CEA Evry) : Production des puces à ADN Laboratoire dÉcologie Microbienne de la Rhizosphère, DEVM Delphine Pagès Sandrine Conrod Lisa Sanchez Wafa Achouak


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