Etude transcriptomique du métabolisme central et de sa variabilité chez la levure Kluveromyces lactis: Comparaison de la souche de référence et d'une souche industrielle

Abstract

Diplôme : Dr. d'UniversiteKluyveromyces lactis is one of the most important yeast in cheeses. It is of double interest: fundamental and industrial. Indeed, in spite of its close phylogenetic proximity to the classical model Saccharomyces cerevisiae, its physiology is very different. Its weaker fermentative activity makes of it a model of choice for recombinant proteins production and its ability to metabolize the lactose justifies its utilization for dairy industry. Although K. lactis is the most studied non-conventional yeast, many aspects of its physiology remained to be understood, what we undertook thanks to the data of the partial sequencing of its genome. This work started with the construction of a DNA microarray representing 482 K. lactis genes, involved mainly in the main cellular functions. The comparison of gene expression between the reference strain and an industrial strain in the presence of glucose and/or lactose evidenced a variability that was not detectable at the molecular level. We observed in particular changes in the expression of the genes involved in glucose and lactose transport, in the glycolysis, the Pentose Phosphate Pathway, the Tricarboxylic Acids Cycle, the ethanol metabolism and the amino-acids metabolism, which were perfectly correlated with the physiological data made in parallel. Our results show a very different sensitivity to the glucose repression between both strains, which may be linked to a difference in the sugar transport and may reflect the way by which K. lactis adapts to its environment.Kluyveromyces lactis est l'une des espèces de levures majoritaires dans les fromages. Elle présente un intérêt à la fois fondamental et industriel. En effet, malgré sa proximité relative du modèle classique Saccharomyces cerevisiae sa physiologie est très différente. Sa plus faible activité fermentaire en fait un organisme de choix pour la production de protéines recombinantes et sa capacité à métaboliser le lactose justifie son utilisation en industrie laitière. Bien que K. lactis soit la levure non conventionnelle la plus étudiée, de nombreux aspects de sa physiologie restaient à éclaircir, ce que nous avons entrepris grâce aux données du séquençage partiel de son génome. Ce travail a débuté par l'élaboration d'une puce à ADN représentant 482 gènes de K. lactis, impliqués dans les principales fonctions cellulaires. La comparaison de l'expression des gènes entre la souche de référence et une souche industrielle en présence de glucose et/ou de lactose a mis en évidence une variabilité indétectable du point de vue moléculaire. Nous avons observé en particulier des changements d'expression des gènes impliqués dans le transport du glucose et du lactose, la glycolyse, la voie des pentoses phosphate, le cycle de Krebs, le métabolisme de l'éthanol et le métabolisme des acides aminés, parfaitement corrélées aux données physiologiques effectuées en parallèle. Nos résultats montrent notamment une sensibilité à la répression par le glucose totalement différente entre les deux souches, qui pourrait être liée à une différence de transport des sucres et refléter la façon dont K. lactis s'adapte à son environnement