The Cyst-Dividing Bacterium Ramlibacter tataouinensis TTB310 Genome Reveals a Well-Stocked Toolbox for Adaptation to a Desert Environment

Ramlibacter tataouinensis TTB310T (strain TTB310), a betaproteobacterium isolated from a semi-arid region of South Tunisia (Tataouine), is characterized by the presence of both spherical and rod-shaped cells in pure culture. Cell division of strain TTB310 occurs by the binary fission of spherical “cyst-like” cells (“cyst-cyst” division). The rod-shaped cells formed at the periphery of a colony (consisting mainly of cysts) are highly motile and colonize a new environment, where they form a new colony by reversion to cyst-like cells. This unique cell cycle of strain TTB310, with desiccation tolerant cyst-like cells capable of division and desiccation sensitive motile rods capable of dissemination, appears to be a novel adaptation for life in a hot and dry desert environment. In order to gain insights into strain TTB310's underlying genetic repertoire and possible mechanisms responsible for its unusual lifestyle, the genome of strain TTB310 was completely sequenced and subsequently annotated. The complete genome consists of a single circular chromosome of 4,070,194 bp with an average G+C content of 70.0%, the highest among the Betaproteobacteria sequenced to date, with total of 3,899 predicted coding sequences covering 92% of the genome. We found that strain TTB310 has developed a highly complex network of two-component systems, which may utilize responses to light and perhaps a rudimentary circadian hourglass to anticipate water availability at the dew time in the middle/end of the desert winter nights and thus direct the growth window to cyclic water availability times. Other interesting features of the strain TTB310 genome that appear to be important for desiccation tolerance, including intermediary metabolism compounds such as trehalose or polyhydroxyalkanoate, and signal transduction pathways, are presented and discussed

Importance et contrôle des fluctuations dans les systèmes biologiques

National audienceLes cellules vivantes sont des " usines " chimiques miniatures. Contrairement à leurs équivalents macroscopiques et plus précisément à cause du faible nombre de molécules impliquées, les réactions qui s'y déroulent ne sont pas entièrement déterministes. La gestion des " probabilités " fait donc partie intégrante de la vie des cellules et laisse sa trace à toutes les échelles spatiales du vivant. Nous allons passer en revue dans cet article quelques aspects de cette gestion du " bruit stochastique ", qui a profondément changé notre vision des systèmes vivants durant ces dix dernières années

Fluctuations importance and control in biological systems

International audienceLiving cells are miniature chemical 'factories'. Unlike their macroscopic counterparts, due to the small number of molecules involved, the reactions that take place are not fully deterministic. 'Probability' management is part and parcel of cell life and leaves its mark at all length scales of living matter. We review some aspects of 'stochastic noise' management, which has profoundly changed our vision of living systems during the past ten years

Stochasticité dans la réponse d'individus bactériens à une perturbation (étude dynamique)

Nous nous proposons d'étudier la gestion du bruit stochastique d'expression génique. On s'intéresse plus particulièrement à la dynamique du bruit lors de la réponse cellulaire. Comment évolue le bruit? Quels sont les mécanismes en jeux? Quelle est l'importance du bruit dans le fonctionnement cellulaire? Pour répondre à ces questions, nous nous appuyons sur le réseau de régulation génétique qui gère la réponse au stress nutritionnel chez E. Coli. L'étude du comportement dynamique de ce réseau, au niveau d'une population de bactéries, a été initiée et est portée par la forte collaboration de deux équipes de la région : une de bio-informaticiens (l'équipe de Hidde de Jong de l'INRIA Rhône-Alpes) et la deuxième de biologistes (l'équipe de Hans Geiselmann, Laboratoire d'Adaptation et Pathogénie des Micro-organismes). En profitant donc de l'expérience et de la compréhension acquise par ces équipes, nous étudions les réponses individuelles de chaque bactérie lors de la transition entre état de stress nutritionnel, et état de croissance exponentielle. Le bruit d'expression génique est quantifié dans des nœuds clés du réseau de régulation. Pour ce faire, les bactéries sont suivies individuellement par microscopie de fluorescence sur plusieurs générations. Les données de fluorescence collectées sur cellules uniques permettent d'étudier la variabilité inter-cellulaire. Cette variabilité est quantifiée tout le long de la réponse: à chaque instant, on connaît la distribution des densités de fluorescence cellulaire dans la population de cellules. Et le suivi des lignées individuelles permet de travailler sur une population de cellules saines: les individus malades ou morts qui ne se divisent pas, sont écartés. En réduisant ainsi les phénomènes cellulaires en jeux, on réduit le nombre de paramètres. Les sources de bruit sont moins nombreuses, et il est plus facile de comprendre les mécanismes en jeux. Les informations de lignage cellulaire permettent aussi d'étudier la variabilité introduite par la phase du cycle cellulaire: les événements de division cellulaire peut être artificiellement synchronisés. Le bruit est alors étudié sur une population en phase lors de la division. Cette étude montre que le bruit sondé n'est pas dominé par les différences dans la phase du cycle cellulaire. On peut donc modéliser nos cellules sans tenir compte des différences introduites par le cycle cellulaire. Le modèle testé est simplifié aux étapes de transcription-traduction-maturation. Les paramètres du modèle sont inférés de nos données expérimentales, et le modèle est testé à travers des simulations.We aim to investigate the management of the stochastic noise in gene expression and more precisely the study of noise in dynamical cellular responses. How the noise varies following a perturbation? What mechanisms are at play? How important is noise in the cellular function? To answer these questions, we are interested in the genetic regulatory network that handles the nutritional stress response in E. Coli. The noise of gene expression is quantified in a key node of the network control. For that bacteria are followed individually by fluorescence and phase contrast microscopy over several generations. This variability between cells is quantified throughout the response to the nutritional perturbation: at every moment, we know the density distribution of cellular fluorescence in the cell population. And monitoring of individual lines allows us to take into account only the population of healthy cells: individuals that do not divide neither grow, are discarded. Thereby reducing other sources of variability (e.g. cellular phenomena) we reduce the number of parameters. Noise sources are less numerous, and it is easier to understand the mechanisms at play. Also the information on cell lineage allow to study the variability introduced by the phase of the cell cycle: the events of cell division can be artificially synchronized. This study shows that the noise sounded is not dominated by differences in the phase of the cell cycle. We can therefore model our cells regardless of the differences introduced by the cell cycle. The tested model is simplified to the steps of transcription-translation-maturation. The model parameters are inferred from our experimental data and the model is tested through simulations.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Stabilité du rythme circadien des cyanobactéries (investigation d un couplage entre oscillateurs)

GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Porous silicon anisotropy investigated by guided light

International audienc

Carrier localization in porous silicon investigated by time‐resolved luminescence analysis

International audienc

Absence of Carrier Hopping in Porous Silicon

International audienc

Porous silicon: photoluminescence decay in the nanosecond range

International audienc