Soutenance de thèse de Isabelle SIMON

La biologie synthétique est une discipline qui a pour but de concevoir des objets et des systèmes biologiques nouveaux ou de reprogrammer des systèmes biologiques naturels pour leur faire effectuer une tâche précise. Un défi majeur en biologie synthétique est d'assurer un contrôle rigoureux de l'expression des gènes et des flux métaboliques dans les cellules dédiées à la bio-production ou la thérapie. Bien que des switches inductibles régulant généralement la transcription ou la traduction aient déjà été développés, leur utilité pratique est limitée par une faible diversité d'inducteurs / stimuli adaptés et par des gammes dynamiques souvent sous-optimales. Il devient de plus en plus clair qu'un contrôle optimal exigera la mise en place de réseaux de régulation complexes imitant les réseaux multicouches existant dans la nature. Afin d’élargir le panel de composants moléculaires permettant un tel contrôle, l’objectif de cette thèse était de concevoir un riboswitch synthétique capable de contrôler la terminaison de la transcription Rhodépendante et potentiellement « adossable » à d’autres types de riborégulateurs. Rho est un facteur protéique bactérien ATP-dépendant qui induit la terminaison de la transcription pour de nombreux gènes. J’ai développé un prototype de riboswitch Rho-dépendant en modifiant un riborégulateur naturel présent dans la partie 5’ non traduite de l’opéron pgaABCD d’E coli avec un aptamère reconnaissant la théophylline. En parallèle, j’ai caractérisé différents facteurs Rho phylodivergents dans l’espoir que certains présentent une sensibilité accentuée à la structuration de l’ARN, une propriété qui pourrait éventuellement être utilisée pour augmenter la réponse d’un riboswitch synthétique Rhodépendant. Enfin, j’ai développé un essai fluorescent de l’activité hélicase du facteur Rho permettant un débit de caractérisation élevé en microplaques. Mes résultats renforcent notre compréhension des mécanismes de la terminaison Rho-dépendante, offrent un premier exemple de riboswitch synthétique reposant sur ce mécanisme et ouvrent des perspectives intéressantes pour un meilleur contrôle des circuits synthétiques de régulation génique.