Découverte de nouvelles cibles méiotiques et d'un nouveau sentier métabolique régulés par le régulateur de l'économie du fer Php4

Le fer est indispensable pour l’ensemble des organismes vivants puisqu’il sert de cofacteur, sous différentes formes, à une multitude d’enzymes nécessaires au maintient de la vie. Une méthode utilisée par les organismes unicellulaires pour ne pas manquer de fer lors d’une carence est d’économiser les ions présents en inhibant l’expression des gènes codants pour des protéines fer-dépendantes non-essentielles pour la survie à court terme. Ce processus régi par Php4 est bien connu chez la levure à fission et conservé chez les levures pathogènes. Bien que l’homéostasie du fer soit bien caractérisée chez S. pombe en conditions de croissance végétative, son fonctionnement reste inconnu lors de la méiose. Étant donné que plusieurs gènes sont exprimés exclusivement durant ce programme, un certain nombre d’entre eux représentent des nouvelles cibles de Php4 qui demeurent à être identifiées et caractérisées dans le contexte de l’homéostasie globale du fer. L’objectif des travaux présentés dans cette thèse est d’étudier l’importance du fer et de Php4 pour le déroulement de la méiose et d’identifier des nouvelles cibles de Php4, ainsi que leurs fonctions. J’ai donc tout d’abord démontré que les ions Fe et le régulateur de l’économie du fer Php4 sont essentiels pour le déroulement du programme méiotique chez S. pombe. J’ai ensuite réalisé des expériences de micropuces à ADN en méiose afin d’identifier les gènes dont l’expression est affectée par le statut en fer et par Php4 lors du programme méiotique. Ces travaux ont permis l’identification d’un régulon composé de 137 cadres de lecture, dont deux, hry1+ et mug14+, ont été confirmés par des méthodes additionnelles, soient par RPA et ChIP. J’ai ensuite identifié une nouvelle voie métabolique chez S. pombe, le Methionine Salvage Pathway, qui est régulée par la carence en fer, principalement via la répression Php4-dépendante de adi1+ et mug14+. Cette voie conservée à travers les espèces possède une troisième étape non-canonique che
Iron is essential for every living organism since it serves as a cofactor for a multitude of enzymes necessary to sustain life. One method used by unicellular organisms in order to ensure a sufficient amount of the metal during iron deficiency is to conserve the iron present by inhibiting the expression of genes encoding non-essential iron-using proteins. This process, regulated by Php4, is well characterized in fission yeast and conserved in pathogen yeasts. While iron homeostasis is well understood in S. pombe during vegetative growth, its action is still poorly characterized during meiosis. Since many genes are expressed exclusively during the meiotic program, a few of them represent new targets of Php4 which are still in need of both identification and characterization in the context of global iron homeostasis. The aim of the work presented in this thesis is to study the significance of iron and Php4 for the progress of meiosis and to identify new Php4 targets and their functions. First, I demonstrated that iron and Php4, the iron economy regulator, are essential for the meiotic program in S. pombe. I then performed DNA microarray experiments during meiosis to identify genes whose expression is affected by the iron status and by Php4 during meiosis. This allowed the identification of a regulon comprising 137 reading frames of which two, hry1+ and mug14+, were confirmed to be direct Php4 targets by additional methods, namely RPA and ChIP. Next, I identified a new metabolic pathway in S. pombe, the Methionine Salvage Pathway, which is regulated by iron deficiency, mainly through a Php4-dependent repression of adi1+ and mug14+. This pathway, which is conserved throughout species, possesses a non-canonical third step in fission yeast, which necessitates two proteins instead of one. It is also the first time that this cycle is reported to be affected by the iron status in a eukaryote. In summary, I demonstrated in this thesis the importance of iron and Php4