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Lehnen, Daniela. "LrhA als Regulator der Flagellen, Motilität, Chemotaxis und Typ-1-Fimbrien in Escherichia coli." [S.l.] : [s.n.], 2002. http://ArchiMeD.uni-mainz.de/pub/2002/0162/diss.pdf.
Full text
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Ravaux, Benjamin. "Influence du battement du flagelle et de la composition lipidique du spermatozoïde sur l'étape de fusion des gamètes chez le mammifère." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066597/document.
Full textAbstract:
La fécondation est la rencontre de deux gamètes. Bien que centrale chez les espèces sexuées, les mécanismes membranaires et moléculaires ne sont pas encore établis. La communauté scientifique bute toujours sur la question centrale : Comment le spermatozoïde fusionne-t-il avec l’ovule ? Si des études ont identifié trois protéines essentielles : Izumo1, Juno et CD9, elles montrent aussi que ces acteurs ne sont pas suffisants. Notre étude a eu pour but d’identifier d’autres paramètres potentiels impliqués dans cette machinerie de fusion. Nous nous sommes donc focalisés sur la contribution des lipides spermatiques et sur celle du battement du flagelle. Nous avons développé deux méthodes expérimentales originales. Avec la première, qualifiée de « Bottom-up », nous avons tenté de déterminer la machinerie spermatique minimale pour induire la fusion avec l’ovocyte. L’idée a été de reconstituer pas à pas la membrane de la tête du spermatozoïde, d’abord avec les lipides identifiés lors d’analyses, puis en y incorporant Izumo1. Pour la seconde approche, appelée « Top-down », nous avons développé un outil microfluidique pour guider le spermatozoïde jusqu’à l’ovocyte afin de suivre la rencontre avec le « meilleur » point de vue, dans des conditions in-vitro aussi physiologiques que possible. Nous avons découvert que contrairement à ce que nous pensions, le battement du flagelle ne sert pas uniquement à atteindre l'ovocyte, mais aussi à déclencher la fécondation. En effet, les contraintes mécaniques induisent une réorganisation de la membrane ovocytaire incluant la protéine CD9. Ainsi, la chronologie des événements a pu être obtenue avec une résolution temporelle inégaléeFertilization is the encounter of two gametes. Although this process is crucial for sexual organisms, the timeline of the molecular events is not yet established. The researchers cannot explain: how the spermatozoon fuses with the oocyte? One of the reasons is the lack of experimental methods available. Indeed, the gametes need a specific environment to fertilize. Nevertheless, the scientific community identified three essential proteins: Izumo1 on the spermatozoon, Juno (its receptor) and CD9 on the oocyte membrane. For our part, we tried to determine if the none-proteins environment of Izumo1 and CD9 could influence the gametic interaction. To do so, we were focused on the role of the lipids composition of the sperm membranes and on the influence of the forces developed by the flagellum beating on the oocyte. We designed two original experimental methods to offer a better understanding of the mechanisms inside the gamete contact area. With the first one, we tried to identify the minimal machinery to induce fusion. We started to reconstitute step by step the membrane of the spermatozoon head. We tested first the identified lipids alone, and then we coupled these molecules with Izumo1. With the second one, we developed a microfluidic tool to observe the gametic encounter with the “best” viewpoint in the most physiological in-vitro conditions. We observed that the flagellum beating is not only involved in the crossing of the female genital tract but also in the initiation of the fusion step. Indeed, the mechanical constraints induce membrane reorganization with CD9 recruitment. So we succeed to establish the kinetic of the events with an unequaled resolution
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Pfiffer, Vanessa. "Molekularbiologische Analyse der Diguanylatzyklase DgcE sowie weiterer biofilmrelevanter Proteine und Signale in Escherichia coli." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2019. http://dx.doi.org/10.18452/20107.
Full textAbstract:
Für die E. coli K12 Biofilmbildung ist die Expression des Masterregulators CsgD essentiell. Dies erfordert das Signalmolekül c-di-GMP, dessen Auf- und Abbau durch 12 Diguanylatzyklasen (DGCs mit GGDEF-Domänen) und 13 Phosphodiesterasen (PDEs mit EAL-Domänen) erfolgt. DgcE ist mit einer MASE1-umfassenden Transmembranregion (TM), drei PAS-, einer GGDEF- und einer degenerierten EAL-Domäne die strukturell komplexeste DGC und notwendig für die Biofilmbildung. Diese Arbeit zeigt, dass die Aktivität von DgcE einer hoch komplexen Regulation unterliegt. Einzelnen DgcE-Domänen konnten aktivierende bzw. inhibierende Rollen hinsichtlich der Biofilmmatrixsynthese zugeordnet werden. Die Biofilmbildung hängt von DgcE-produziertem c-di-GMP ab, wobei die DgcE-Dimerisierung v.a. durch die PAS-Region vermittelt wird. Die EAL-Domäne wirkt einer aktiven DgcE-Form entgegen. Für die DgcE-vermittelte Matrixproduktion sind die GTPase YjdA und sein Partnerprotein YjcZ nötig. Über Interaktionen mit YjcZ und der TM von DgcE vermittelt YjdA eine Komplexbildung. Die Interaktion von YjdA und DgcE sowie die Matrixproduktion hängen von der GTPase-Aktivität von YjdA ab. GTP wird daher als intrazelluläres Signal vorgeschlagen, das die Aktivierung von DgcE durch YjdA/YjcZ reguliert. Die MASE1-umfassende TM agiert als Zentrale der Signalintegration. Einerseits ist sie nötig für die DgcE-Aktivität und andererseits ist sie an einem massiven Abbau von DgcE beteiligt.
Zudem wurden neu identifizierte Curli-regulierende Gene (rbsK, rbsR, ydcI, yieP, puuR) untersucht, wobei keines über das PdeR/DgcM/MlrA-Modul in die c-di-GMP-vermittelte CsgD-Expression eingreift.
Flagellare Verknotungen in der unteren Schicht von E. coli Makrokolonien tragen zur Morphogenese dieser Makrokolonien bei. Diese Arbeit zeigt, dass Flagellenverknotungen zu einer verminderten Expression der Master-PDE PdeH beitragen, wodurch vermutlich die zelluläre c-di-GMP-Konzentration steigt und somit die Biofilmbildung begünstigt wird.Biofilm formation of E. coli K12 requires the expression of the biofilm master regulator CsgD. This process depends on the signaling molecule c-di-GMP, which is synthesized by 12 diguanylate cyclases (DGCs with GGDEF domains) and degraded by 13 phosphodiesterases (PDEs with EAL domains). DgcE is the most complex DGC with a MASE1-containing transmembrane region (TM), three PAS, a GGDEF and a degenerate EAL domain, and it is essential for biofilm formation. This work shows that the regulation of the DgcE activity is highly complex. It was possible to assign activating and inhibitory roles to single domains of DgcE with regard to the expression of biofilm matrix components. C-di-GMP produced by DgcE is necessary for biofilm matrix production. The dimerization of DgcE is mainly mediated by the PAS region, whereas the EAL domain counteracts an active form of DgcE. DgcE-mediated matrix synthesis requires the activating signal input of the GTPase YjdA and its partner protein YjcZ. DgcE, YjdA and YjcZ form a protein complex in which YjdA directly interacts with YjcZ and the TM of DgcE. The interaction between DgcE and YjdA as well as the matrix expression depend on the GTPase activity of YjdA. Thus, it is proposed that GTP serves as an intracellular signal regulating the activation of DgcE by YjdA/YjcZ. The MASE1-containing TM proved to be a central hub for signal integration. It is both required for DgcE activity and for a massive degradation of DgcE. Furthermore, newly discovered curli-regulating genes (rbsK, rbsR, ydcI, yieP, puuR) have been analyzed. None of those gene products act on CsgD expression via the PdeR/DgcM/MlrA module. Flagellar entangling within the bottom layer of E. coli macrocolonies determines morphogenesis of macrocolonies. The data presented here suggest that the master PDE PdeH is somehow down-regulated by flagellar entangling, which probably results in a higher cellular c-di-GMP concentration, thereby promoting biofilm formation.
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Florimond, Celia. "Etude et caractérisation de nouvelles protéines du cytosquelette du pathogène Trypanosoma Brucei." Thesis, Bordeaux 2, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR21971/document.
Full textAbstract:
La maladie du sommeil ou trypanosomiase africaine humaine fait partie des maladies tropicales négligées sévissant en Afrique sub-saharienne. Elle est causée par le parasite mono-flagellé, Trypanosoma brucei, véhiculé par la mouche tsé-tsé (Glossina spp.). Le flagelle de ce parasite prend naissance au niveau du corps basal et émerge de la cellule en traversant une structure appelée poche flagellaire (FP). Cette poche est formée par l’invagination de la membrane plasmique autour de la base proximale du flagelle. Elle est essentielle à la survie du parasite, car elle constitue l’unique site d’endo- et d’exocytose de la cellule. Cette structure est maintenue autour du flagelle via un constituant du cytosquelette appelé, collier de la poche flagellaire (FPC). Ce collier décrit une structure en anneau ou en fer-à-cheval à la zone de sortie du flagelle. Le premier composant identifié au niveau du FPC est une protéine appelée BILBO1. BILBO1 est essentielle et nécessaire à la biogenèse du FPC et de la FP. Une analyse protéomique et un crible en double-hybride réalisé contre une banque génomique de T. brucei ont permis d’identifier plusieurs partenaires potentiels de BILBO1. Nous avons pu identifier et caractériser de nouvelles protéines du FPC, localisées comme BILBO1 dans une structure en anneau. Nous avons étudié leur fonction chez le parasite, en caractérisant les effets de la surexpression de ces protéines ou de leur ARN interférence sur la croissance et la morphologie cellulaireThe Human African Trypanosomiasis is a Sub-Saharan Neglected Tropical Disease, caused by Trypanosoma brucei, a mono-flagellate protozoan transmitted by the tsetse fly (Glossina spp.). The T. brucei flagellum originates from a cytoplasmic basal body then grows, to emerge from the cell, by traversing an unusual and essential structure called the Flagellar Pocket (FP). This pocket is an invagination of the pellicular membrane at the base of the flagellum. The FP is essential for the survival of the parasite, because it is the unique site for endo- and exocytosis. The Flagellar Pocket Collar (FPC) is a cytoskeletal component of the FP, and is located at the neck of the FP where it maintains a ring/horseshoe structure at the exit site of the flagellum. The FPC contains numerous uncharacterised proteins, including the first protein identified as FPC component - BILBO1. BILBO1 is essential and required for FPC and FP biogenesis. A proteomic analysis and a private two-hybrid genomic screen experiment on T. brucei have revealed a number of potential BILBO1 partners. We found several proteins localize to the FPC like BILBO1 in a ring-like structure. We characterise these new FPC proteins and their function in the parasite. We have characterised the effects of the GFP fusion protein over-expression and RNAi on cell growth and morphology in T. brucei
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Klindt, Gary. "Hydrodynamics of flagellar swimming and synchronization." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2018. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-231897.
Full textAbstract:
What is flagellar swimming? Cilia and flagella are whip-like cell appendages that can exhibit regular bending waves. This active process emerges from the non-equilibrium dynamics of molecular motors distributed along the length of cilia and flagella. Eukaryotic cells can possess many cilia and flagella that beat in a coordinated fashion, thus transporting fluids, as in mammalian airways or the ventricular system inside the brain. Many unicellular organisms posses just one or two flagella, rendering them microswimmers that are propelled through fluids by the flagellar beat including sperm cells and the biflagellate green alga Chlamydomonas.
Objectives. In this thesis in theoretical biological physics, we seek to understand the nonlinear dynamics of flagellar swimming and synchronization. We investigate the flow fields induced by beating flagella and how in turn external hydrodynamic flows change speed and shape of the flagellar beat. This flagellar load-response is a prerequisite for flagellar synchronization. We want to find the physical principals underlying stable synchronization of the two flagella of Chlamydomonas cells.
Results. First, we employed realistic hydrodynamic simulations of flagellar swimming based on experimentally measured beat patterns. For this, we developed analysis tools to extract flagellar shapes from high-speed videoscopy data. Flow-signatures of flagellated swimmers are analysed and their effect on a neighboring swimmer is compared to the effect of active noise of the flagellar beat. We were able to estimate a chemomechanical energy efficiency of the flagellar beat and determine its waveform compliance by comparing findings from experiments, in which a clamped Chlamydomonas is exposed to external flow, to predictions from an effective theory that we designed. These mechanical properties have interesting consequences for the synchronization dynamics of Chlamydomonas, which are revealed by computer simulations. We propose that direct elastic coupling between the two flagella of Chlamydomonas, as suggested by recent experiments, in combination with waveform compliance is crucial to facilitate in-phase synchronization of the two flagella of Chlamydomonas.
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Chalmeau, Jérôme. "Contribution from nanotechnologies to the study and assembly of the flagellar nano-motor of bacteria." Toulouse, INSA, 2009. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000343/.
Full textAbstract:
Le nano-moteur qui se trouve à la base des flagelles des bactéries est une merveille de part sa structure et son rôle dans la survie des bactéries. Il permet la mise en rotation rapide (300Hz) d’un long filament à l’extérieur de la bactérie, filament qui va jouer un rôle comparable à une hélice de sous marin. Malgré sa taille, 45 nm dans son plus grand diamètre, cette nano-bio-machine est composée de milliers de protéines, briques essentielles à la vie. Ces protéines travaillent de concert afin de faire tourner le flagelle bactérien et permettre à la bactérie de se mouvoir dans son environnement au gré du milieu dans lequel elle évolue. Malgré son importance dans la vie bactérienne, son fonctionnement précis reste encore relativement flou aujourd’hui. Sa découverte il y a plus de 30 ans a permis l’accumulation de données qui permettent d’esquisser la structure de certaines des protéines, leur emplacement ou le rôle joue par certaines parties de ces mêmes protéines. D’autres expériences ont permis de déduire des caractéristiques mécaniques, comme les relations couple/vitesse de ce moteur. Cependant, sa description à l’échelle nanométrique reste a ce jour limité et sujette à questions. Dans le cadre de ma thèse, deux approches parallèles et complémentaires ont été développé afin de répondre à ce défi : le réassemblage de manière contrôlé in vitro d’une partie du moteur crucial pour le fonctionnement du moteur, l’étude à grande échelle des interactions entre les protéines identifiées comme étant essentielles à la rotation du flagelle. De nombreux outils qui n’avaient jamais été utilisés pour l’étude du moteur ont été mis en oeuvre : le microscope à force atomique, afin de visualiser dans un environnement proche du milieu natif les parties du moteur réassemblées, et la Micro Balance à Quartz pour les études d’interactions. Des nouvelles données ont pu être obtenues et synthétisées afin de proposer une nouvelle hypothèse de fonctionnement du Nano-moteur flagellaire des bactériesThe bacteria flagellar nanomotor is a nature marvel due to its structure and importance for bacteria. It allows the rotation at high frequency ( 300 Hz) of a long external filament. This filament plays a role comparable to a submarine helix and propels its host in the liquid environment. Despite its size, 45 nm at the largest diameter, this nano-bio-machine is composed of thousands of proteins. These proteins work together in order to generate the flagellar rotation and allow bacteria to swim freely in a liquid environment. Despite its importance for bacteria’s life, its precise mechanism remains unclear today. This motor was discovered more than 3o years ago and a large number of experimental data and hypotheses about its structure and mechanism have been accumulated. The overall assembly, the crystal structure of some constitutive proteins, and the role played by each component permit to draw a possible architecture of the motor. Others experiments has also highlighted some crucial aspects of this machine, through mechanical measurement of the torque developed by the motor, in order to define the torque/speed relationship. However, the nanoscale description of the motor remains limited and many interpretations are still questionable. In this work, I have developed two ambitious parallel and complementary ways to elucidate some open questions: the in vitro re-assembly in a control maner of an essential part of the motor, and a large scale study of the interactions between identified motor’s proteins crucial for the motor rotation. These approaches have been supported by the use of new tools, which had never been used before for studying this nano-motor: the Atomic Force Microscope (AFM), for visualizing in a close native environment part of the motor reassembled, and the Quartz Micro Balance for the interactions study. New experimental datas have been obtained and permitted to propose a new hypothesis of the mechanism of the Bacteria Flagellar Nano-Motor
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Woudstra, Cedric. "Clostridium botulinum, du génotypage de la toxine en passant par les flagellines jusqu'au séquençage de génomes : un aperçu de la diversité génétique des Clostridies associés au botulisme animal et humain." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1020/document.
Full textAbstract:
Le botulisme est une maladie nerveuse, commune à l’homme et aux animaux, due à l’action de la toxine botulique produite par Clostridium botulinum. Il existe 8 types de toxines dénommées A à H. Les bactéries capables de produire cette toxine se différencient en six groupe sur la base de leurs caractéristiques phénotypiques et biologiques. Les souches de C. botulinum responsables du botulisme humain appartiennent aux groupes I et II selon qu’elles soient protéolytiques ou non. Elles produisent les toxines A, B, E et F, ainsi que le nouveau type H récemment découvert. C. butyricum et C. baratii sont également capables de produire les toxines botuliques de type F et E et appartiennent au groupe V et VI. C. argentinense appartient au groupe IV et est capable de synthétiser la toxine de type G. Elle a été soupçonnée d’être impliquée dans des cas de botulisme infantile en Argentine. Les souches de C. botulinum responsables du botulisme animal appartiennent au groupe III (C. novyi sensu lato) et produisent les toxines C, D et leurs formes mosaïques C/D et D/C. La toxine botulique est le poison le plus puissant connu à ce jour. La dose létale nécessaire pour tuer une personne en bonne santé par intoxication alimentaire est de 70 µg seulement. C’est pourquoi cette toxine a fait l’objet d’études particulièrement approfondies, notamment celles impliquées dans des cas de botulisme humain. Elle peut également être utilisée pour le traitement de certaine pathologie ou la chirurgie esthétique (Botox). Malheureusement, elle peut également être utilisée à mauvais escient, en tant qu’arme de guerre ou à des fins de bioterrorisme. C’est pourquoi l’emploi de la toxine botulique ou de sa bactérie productrice fait l’objet d’une législation particulièrement stricte. Mon projet de doctorat s’est organisé autour de plusieurs projets de recherche visant à développer des méthodes de détection et de typage de du germe et de sa toxine (projets Européens BIOTRACER et AniBioThreat ; projets NRBC-bio ; LNR botulisme aviaire en France). Lors de mes recherches j’ai concentré mon travail sur le développement de méthodes capable de suivre et remonter à la source d’une contamination, qu’elle soit délibérée, accidentelle ou naturelle. Afin d’y parvenir j’ai investigué les gènes des flagellines de C. botulinum groupe I à III, responsables du botulisme humain et animal. L’analyse des gènes flaA et flaB a mis en évidence 5 groupes majeurs et 15 sous-groupes, certain étant spécifiques de régions géographiques. FlaB s’est montré spécifique de C. botulinum type E. Les gènes flagellines fliC, spécifiques à C. botulinum du groupe III, se divisent 5 groupes, avec fliC-I et fliC-IV associés aux types mosaïques C/D et D/C. J’ai étudié la prévalence des souches productrices de toxine de type mosaïques chez les volailles et les bovins. Les résultats montrent que les types C/D et D/C sont majoritaires en Europe. Enfin, j’ai séquencé 17 génomes provenant de souches responsables de botulisme animal en France (14 types C/D et 3 types D/C). Leur analyse montre que ces souches sont très proche génétiquement, entre elles et avec les souches Européennes. Grâce à ces données j’ai mis en évidence un large contenu extra chromosomique dans les souches C/D, qui peut être utilisé pour créer une carte d’identité génétique. D’autre part, l’étude des séquences Crisps à des fins de typage ne s’est pas avérée suffisamment résolutive, du fait de système Crispr-Cas déficient chez les souches C/D. Enfin, un très haut degré de discrimination a été atteint par typage SNP, qui a permis de distinguer jusqu’à l’origine de chaque souche. L’ensemble de ces résultats est développé dans le présent manuscritClostridium botulinum is the etiologic agent of botulism, a deadly paralytic disease that can affects both human and animals. Different bacteria, producing neurotoxins type A to H, are responsible for the disease. They are separated into different groups (I to VI) on the basis of their phenotypical and biological characteristics. Human botulism is mainly due to Groups I and II producing neurotoxins A, B, E and F, with type H recently discovered. Also C. butyricum and C. baratii species (Groups V and VI), producing toxins type F and E respectively, are scarcely reported. C. argentinense Group IV, producing toxin type G, which has been suspected to be associated with infant botulism in Argentina. Animal botulism is mainly due to Group III, which is constituted by C. novyi sensu lato species. They produce toxin types C, D and their mosaic variants. Botulinum neurotoxins are the most powerful toxin known to date with as little as 70 µg enough to kill a person by food poisoning. Therefore, it received a great deal of attention. Botulinum neurotoxins have been deeply studied, especially human related toxins compared to animal. The toxins found to be useful for medical or cosmetic (Botox) treatments, but it was also used as a biological warfare agent, and for bioterrorism. Its extreme potency is equal to its dangerousness. Therefore, governments show concerns of its potential misuse as a bioterrorism weapon; research programs are funded to study and raise awareness about both the toxins and the producing organisms. My PhD work was structured by the different projects I was involved in, which were related to C. botulinum detection and typing, like BIOTRACER and AniBioThreat European projects, the French national CBRN program, or the NRL for avian botulism. The main transversal objective I followed lead me to develop new methods to trace back the origin of C. botulinum contamination, in case of a deliberate, accidental or naturally occurring botulism outbreak. I investigated flagellin genes as potential genetic targets for typing C. botulinum Group I-II and III, responsible for human and animal botulism respectively. Flagellin genes flaA and flaB showed the investigated C. botulinum Group I and II strains to cluster into 5 major groups and up to 15 subgroups, some being specific for certain geographical areas, and flaB being specific to C. botulinum type E. Flagellin fliC gene investigated in C. botulinum Group III showed to cluster into five groups, with fliC-I and fliC-IV associated to type C/D and D/C respectively, being not discriminative enough to differentiate highly genetically related strains. I also studied the prevalence of mosaic toxin genes in C. botulinum Group III in animal botulism, mainly in poultry and bovine. The results brought out the mosaic toxin types C/D and D/C to be predominant in the samples investigated throughout Europe. Finally, I explored the full genome sequences of 14 types C/D and 3 types D/C C. botulinum Group III strains, mainly originating from French avian and bovine botulism outbreaks. Analyses of their genome sequences showed them to be closely related to other European strains from Group III. While studying their genetic content, I was able to point out that the extrachromosomal elements of strains type C/D could be used to generate a genetic ID card. Investigation of Crispr typing method showed to be irrelevant for type C/D, due to a deficient Crispr-Cas mechanism, but deserve more investigation for type D/C. The highest level of discrimination was achieved while using SNP core phylogeny, which allowed distinguishing up to the strain level. Here are the results I’m going to develop in this manuscript
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Andersen-Nissen, Erica. "Toll-like receptor 5 recognition fo bacterial flagellin /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2006. http://hdl.handle.net/1773/8341.
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Ralston, Katherine Sampson. "Parasites in motion novel roles for the flagellum and flagellar motility /." Diss., Restricted to subscribing institutions, 2009. http://proquest.umi.com/pqdweb?did=1835602901&sid=1&Fmt=2&clientId=1564&RQT=309&VName=PQD.
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Fort, Cécile. "Les voies du transport intraflagellaire." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066404/document.
Full textAbstract:
Les cils sont des organites essentiels chez la plupart des eucaryotes. Ils sont construits par un mécanisme appelé transport intraflagellaire (IFT). Dans cette thèse, nous avons étudié le rôle de l'IFT chez le protiste Trypanosoma brucei. Par une combinaison d'approches en vidéo-microscopie et en microscopie électronique, nous avons révélé que l'IFT est absent ou s'arrête après ciblage par ARNi de gènes requis pour le transport aller et retour. Dans ces conditions, nous avons démontré que l'IFT n'est pas nécessaire au maintien de la longueur du flagelle mature mais contrôle la distribution de plusieurs protéines non structurales. Les trains IFT transportent la tubuline, le constituant majeur de l'axonème. En collaboration avec l'équipe d'Esben Lorentzen, nous avons mis en évidence l'existence d'un module de liaison à la tubuline sur les protéines IFT74/IFT81. Par FIB-SEM, nous avons démontré que les trains IFT sont présents presque exclusivement sur seulement deux (4 et 7) des 9 doublets de microtubules du flagelle. L'utilisation de méthodes d'imagerie super résolutives par SIM, a permis de montrer sur cellules vivantes, l'existence de deux voies spécifiques pour le trafic IFT aller et retour. Cette restriction s'explique par la présence d'une polyglutamylation plus marquée de la tubuline au niveau de ces doublets. L'inhibition des enzymes responsables de la polyglutamylation freine l'accès des protéines IFT aux flagelles et interfère sévèrement avec la construction de l'organite. Ces travaux démontrent donc un rôle essentiel de la polyglutamylation, qui serait lu par les moteurs du transport intraflagellaireCilia and flagella are essential organelles in most eukaryotes including humans. They are built by an active mechanism termed Intraflagellar Transport or IFT. During this thesis, we have investigated the role and functioning of IFT in the protist Trypanosoma brucei. Using a combination of video-microscopy and electron microscopy, we have revealed that IFT is absent or arrested upon RNAi knockdown of genes required for anterograde and retrograde transport, respectively. In these conditions, we have demonstrated that IFT is not required for maintenance of flagellum length but that IFT controls the distribution of several non-structural proteins, to the contrary of the established dogma. IFT trains transport tubulin, the main component of the axoneme. In collaboration with the team of Esben Lorentzen (MPI Munich), we have revealed the existence of a tubulin-binding domain on proteins IFT74/IFT81. Using FIB-SEM, we have demonstrated that IFT trains are present almost exclusively on only two (4 and 7) out of 9 microtubule doublets. The use of super-resolution imaging methods (work performed at the Janelia Research Institute, USA) allowed us to show for the first time in live cells the existence of two specific bidirectional paths for IFT trafficking. This restriction is explained by differential polyglutamylation on these two doublets. The inhibition of the enzymes responsible for polyglutamylation restricts the access of IFT proteins to flagella, resulting in severe impairment of flagellum elongation. This work demonstrates an essential role for polyglutamylation that could act as a “tubulin code” that would be decrypted by the motors of intraflagellar transport
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Bubendorfer, Sebastian [Verfasser], and Kai M. [Akademischer Betreuer] Thormann. "Flagellen-vermittelte Motilität in Shewanella : Mechanismen zur effektiven Fortbewegung in S. putrefaciens CN-32 und S. oneidensis MR-1 / Sebastian Bubendorfer. Betreuer: Kai M. Thormann." Marburg : Philipps-Universität Marburg, 2013. http://d-nb.info/103550250X/34.
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Janot, Laure. "Rôle des récepteurs Toll-like et de CD14 dans la réponse à Listeria monocytogenes et à la flagelline extraite de Salmonella typhimurium." Thesis, Orléans, 2009. http://www.theses.fr/2009ORLE2014/document.
Full textAbstract:
L’organisme est exposé à divers agents infectieux et doit mettre en place une réponse immunitaire adéquate pour se protéger. Mes travaux de thèse m’ont permis d’étudier la réponse innée à l’infection par Listeria monocytogenes (L.m) et l’inflammation pulmonaire induite par la flagelline extraite de Salmonella typhimurium. Mes résultats ont mis en évidence l’association du co-récepteur CD14 avec TLR2 (Toll-like Receptor 2) dans la détection de L.m injectée par voie veineuse. En revanche, CD14 ne semble pas être associé au TLR5 dans la reconnaissance de la flagelline. Par ailleurs, l’activation des TLR par leurs ligands permet la synthèse de cytokines intervenant dans l’inflammation. J’ai ainsi pu étudier plus précisément le TNF (Tumor Necrosis Factor). Cette protéine pro-inflammatoire est un des médiateurs principaux de l’immunité et existe sous une forme membranaire qui a été peu étudiée (Mem-TNF) et sous une forme soluble bien connue (sTNF). Mes études ont montré que ce Mem-TNF active la production de cytokines et de médiateurs chimiques de l’inflammation conférant une protection partielle contre Listéria. L’étude de cette cytokine membranaire nous a permis de tester une nouvelle génération de traitements moins agressifs que les anti-TNF contre l’arthrite rhumatoïde ou la maladie de CrohnToll-like receptors (TLRs) recognize a wide range of microbial pathogens and their products modulate the innate immune response that may lead to inflammation. In order to better understand the host-pathogen relationship, we have studied the implication of the co-receptor CD14 in the innate immune response to Listeria monocytogenes and to the bacterial flagellin from Salmonella typhimurium. Our results clearly show that TLR2 requires CD14 to control Listeria infection whereas TLR5 does not. Moreover, TLR activation leads to pro-inflammatory cytokines production such as Tumor Necrosis Factor (TNF). This pleiotropic protein is required for normal development and function of the immune system. TNF can be secreted (sTNF) or associated to the membrane (Mem-TNF). Our results suggest that Mem-TNF can activate the synthesis of cytokines and chemicals mediators of inflammation and partially protect mice from a moderate infection. These experiments open new avenues for the treatment of inflammatory disease like rheumatoid arthritis or Crohn disease
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Malavaud, Sandra. "Escherichia coli et canneberge : évaluation de l'activité in vitro et chez l'animal." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30027/document.
Full textAbstract:
V. macrocarpon (canneberge) est traditionnellement associé à la prévention des IU, les mécanismes restant mal élucidés. L'effet d'une préparation commerciale de canneberge sur l'adhésion d'E.coli UTI89 aux cellules urothéliales T24, a montré l'importance de pré-incuber les bactéries avec le composé pour obtenir une inhibition dose-dépendante et réversible de l'adhésion. L'étude du transcriptome (E.coli Gene expression microarray, AgilentTechnologies) montre un effet puissant portant sur de nombreux gènes liés aux adhésines (sauf les fimbriae P), au chémotactisme et au flagelle. L'étude en microscopie électronique confirme un effet sur la taille et les structures de surface (adhésines, flagelles), l'étude de la mobilité en microscopie à champ large montre de moindres capacités de déplacement (distances, linéarité). Chez la souris C57BL/6, la pré-incubation n'a pas d'effet significatif sur la colonisation des vessies, ni sur l'adhésion ex vivo aux cellules T24, des bactéries récupérées dans les vessies. Un modèle intégratif d'étude de V.macrocarpon, basé sur des tests simples in vitro (adhésion, swarming, microscopie à champ large) est définiV.macrocarpon (cranberry) is traditionally associated with the prevention of urinary tract infections although the mechanisms of action remaining poorly elucidated. Preincubation of E.coli UTI89 strain with commercial extracts of V.macrocarpon inhibited adhesion to T24 human urothelial cell line in a dose-dependent and reversible manner. Transcriptomic assay (E.coli Gene expression microarray, Agilent Technologies) highlighted a strong impact on most genes related to adhesion, but P fimbriae, chemotactism and flagella. Electron microscopy study confirmed V.macrocarpon-induced alterations on UTI89 size and surface structures (fimbriae, flagella). In keeping, broad field microscopy (ImarisTrack) evidenced alterations in E.coli motility (track displacement length, duration, speed & straightness). In C57BL/6 mice, pre-incubation of UTI89 with V.macrocarpon extracts failed to impact bladder colonization after intravesical instillations and adhesion to T24 cells of bacteria recovered 3days after instillation. A simple, in vitro model based on adhesion and swarming assays and broad field microscopy is described to evaluate cranberry activity
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Tasteyre, Albert. "Les protéines flagellaires flic et flid de clostridium difficile : caractérisation moléculaire et rôle dans la colonisation intestinale." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA114829.
Full textAbstract:
Clostridium difficile est une bactérie pathogène responsable des colites pseudomembraneuses et des diarrhées associées à une antibiothérapie. Les facteurs de virulence majeurs sont les toxines A et B, cependant d’autres facteurs comme les flagelles sont impliqués dans la pathogénie de nombreuses espèces bactériennes. Le but de ce travail était de caractériser les protéines flagellaires et de déterminer le rôle des flagelles de C. Difficile dans la colonisation intestinale. Les études d’adhésion in vitro ont montré que ces protéines flagellaires adhèrent aux cellules Vero mais pas au mucus intestinal de souris. Des expériences d’implantation de souches flagellées et non flagellées, réalisées chez la souris axénique, ont montré que la colonisation de l’intestin par une souche flagellée est 10 fois supérieure à celle observée avec une souche non flagellée du même sérogroupe. Le flagelle pourrait ainsi favoriser la pénétration du mucus intestinal et adhérer aux cellules intestinales, par l’intermédiaire de récepteurs spécifiquesClostridium difficile is a pathogenic bacterium responsible for pseudo-membranous colitis and diarrhea associated with anti-biotherapy. The major factors of virulence are the toxins A and B. However, other factors as flagella are implied in the pathogenesis of many bacterial species. The aim of this study was to determine the role of flagella of C. Difficile in intestinal colonization. The studies of in vitro adhesion showed that flagellar proteins adhere to Vero cells but not to the intestinal mucus of mice. Experiments with flagellated and not flagellated strains, realized in axénic mice, showed that colonization of gut with flagellated strains is 10 fold higher to those observed with not flagellated strains belonging to the same serogroup. Thus, bacterial flagellum could support the penetration of intestinal mucus and adhere to intestinal cells to specific receptors
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Vieillard, Jennifer. "Étude des protéines de la zone de transition des cils chez Drosophila melanogaster." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1103.
Full textAbstract:
Les cils et les flagelles sont des organites présents à la surface cellulaire. Ils sont conservés chez les eucaryotes chez lesquels ils jouent un rôle essentiel dans la régulation de nombreux processus physiologiques. La zone de transition (ZT) est une structure complexe, localisée à la base des cils, qui assure une fonction importante dans l'assemblage et la régulation du trafic des constituants ciliaires. Trois complexes protéiques ont été identifiés à la ZT : MKS-JBTS, NPHP1-4-8 et NPHP5-CEP290. D'autres protéines sont également situées à la ZT telles que CBY et AZI1 mais leur interaction avec ces trois modules reste encore peu connue. Chez l'Homme, des mutations de gènes codant des protéines de la ZT sont associées à des maladies génétiques rares, les ciliopathies. Deux modes d'assemblage des cils ont été décrits : la ciliogenèse compartimentée et la ciliogenèse cytosolique. Alors que la fonction de la ZT au cours de la ciliogenèse compartimentée a été bien étudiée, son rôle dans la ciliogenèse cytosolique reste peu connu. La Drosophile possède deux sortes de cellules ciliées, les neurones sensoriels et les flagelles de spermatozoides dont les cils s'assemblent selon ces deux modes d'assemblage. Au cours de ma thèse, j'ai utilisé ce modèle pour analyser la fonction des protéines de la ZT dans ces deux types cellulaires. Mes résultats montrent que les protéines MKS ne jouent pas un rôle essentiel dans l'assemblage de la ZT dans ces deux types cellulaires. J'ai aussi révélé que CBY et AZI1, coopèrent pour assembler la ZT et qu'elle est nécessaire à l'ancrage du corps basal à la membrane plasmique. De plus, mes travaux ont démontré que KLP59D, une kinésine dépolymérisante des microtubules, est indispensable à la régulation de l'élongation de l'axonème au cours de la ciliogenèse cytosolique. En conclusion, ce travail apporte de nouvelles connaissances sur la dynamique d'assemblage de la ZT des cils et sur les mécanismes qui contrôlent l'élongation de l'axonèmeCilia and flagella are cellular organelles that protrude at the cell surface. They are composed of a microtubular cytoskeleton and they are highly conserved across eukaryotic species from plantae to Human. In mammals, they play essential functions during development and regulate numerous physiological processes in adults. At the ciliary base a complex structure called transition zone (TZ) is necessary for cilia assembly and regulation of ciliary components trafficking inside the cilia. Three protein complexes have been identified at the TZ : MKS-JBTS, NPHP1-4-8 and NPHP5-CEP290. Other TZ proteins such as CBY and AZI1 have been studied but their interaction with these 3 modules is not yet elucidated. In Human, mutations of genes encoding TZ proteins are associated with several genetic diseases called ciliopathies. Two different modes of cilia assembly have been identified: compartimentalized and cytosolic ciliogenesis. While TZ function in compartimentalized ciliogenesis is well studied, its role in cytosolic ciliogenesis remains poorly understood. In Drosophila, there are only two types of ciliated cells, sensory neurons and sperm flagella, representative of these two ciliogenesis pathways. During my PhD, I used Drosophila to study the function of TZ proteins during cilia assembly in these two ciliated cell types. My data show that proteins of the MKS complex do not play an essential role in TZ assembly in the cilia of sensory neurons and in spermatozoon flagella. I also demonstrated that CBY and AZI1 cooperate to assemble the TZ components and that the TZ is necessary to dock the basal bodies to the plasma membrane, one of the first important step in cilia assembly. Finally, I showed that KLP59D, a microtubule-depolymerising kinesin, is required to control axoneme elongation during the cytosolic ciliogenesis. In conclusion, this work brings new insights into the understanding of the dynamic assembly of TZ proteins and the mechanisms that regulate flagella elongation
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Fard, Mohammad Reza Saghari. "Characterisation and host-parasite interaction of the piscine diplomonad Spironucleus salmonis." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, 2008. http://dx.doi.org/10.18452/15855.
Full textAbstract:
Durch Parasiten stellen eine starke Gefährdung für die Aquakultur dar. Die durch diplomonaden Flagellaten bei der Regenbogenforelle Oncorhynchus mykiss verursachte Morbidität und Mortalität wurde bisher in Deutschland noch nicht gründlich untersucht. Ich habe diese Parasiten mittels SEM & TEM charakterisiert und wurde die Art Spironucleus salmonis bestimmt. Erstmals konnten die caudale Projektion, sich entleerende Vakuolen und verformbare Kernloben nachgewiesen werden. Ich untersuchte Mikrohabitatpräferenz von des Parasiten sowie pH-Profile in vier Darmabschnitten der Fische. Das Vorkommen und die Dichte von S. salmonis war in der Pylorusregion wesentlich höher als in anderen Bereichen. Das pH-Profil war bei infizierten und nicht infizierten Fischen gleich. Der optimale pH-Wert für S. salmonis war 7,1-7,5. Ich habe die Lebenszyklus der Diplomonaden mittels LM & SEM unter Kulturbedingungen untersucht. Die Enzystierung begann mit der Anheftung von Trophozoiten mit der Spitze der adhäsiven hinteren Flagellen aneinander oder an Fremdkörper. Die pyriformen Trophozoiten wurden kugelförmig, und die vorderen Flagellen inaktiv. Oberflächenbläschen produzierten eine lichtbrechende Zystenwand. Dies ist der erste Beschreibung der Multifunktionalität von Flagellen bei Diplomonaden. Ich untersuchte pathogene Mechanismen und sezierte die Pylorusregion sowie die Leber mittels H&E, PAS/AB. Bei infizierten Fischen trat eine signifikante Hypertrophie der Becherzellen auf. Zu erkennen war eine Hyperaktivität der Becherzellen, jedoch keine Hyperplasie. Ich entwickelte einen in vitro Plasma-Inkubationstest zur Bestimmung der Suszeptibilität von Regenbogenforelle, Karpfen und Störe. Die unterschiedliche Resistenz von Stör, Karpfen und Regenbogenforelle gegen S. salmonis entsprechend zu den epizootiologischen Daten. Meine Untersuchungen führten zu einem neuen diagnostischen Hilfsmittel, Vorschlägen für neue Behandlungsmethoden, zu verbesserten in vitro-Kulturbedingungen und einem Modellsystem für die Multifunktionalität von Flagellen und flagellaren Signaltransduktion.Parasitic diseases pose a significant threat to aquaculture. Diplomonad flagellates in rainbow trout Oncorhynchus mykiss are associated with morbidity and mortality; but in Germany has not been thoroughly studied. I characterised the species by SEM & TEM, which revealed Spironucleus salmonis, allowed its complete description including newly showing the caudal projection, discharging vacuoles, and deformable nuclear lobes; diagnostic keys were improved. The microhabitat preference of diplomonads was tested by recording occurrence and density of infection, and pH profile in 4 intestinal regions in fish. Occurrence and density of S. salmonis were significant higher in the pyloric region than elsewhere. The pH profile in uninfected and infected fish was similar; a causal relationship between microhabitat preference and pH was unlikely, and the optimal pH was between 7.1 – 7.5. I described life cycle and encystment using light and SEM. Encystment in culture began by trophozoites attaching at tip of adhesive posterior flagella to each other/debris. Pyriform trophozoites became sub-spherical, anterior flagella inactive, surface blebs produced a refractile cyst wall. Cysts clusters may exceed minimum infective dose for new infection; suggesting new treatment target. This is the first report of multi-functionality of flagella in diplomonads. I investigated pathogenic mechanism of diplomonads by sectioning and staining the pyloric region of the intestine and liver with H&E, and PAS/AB. There was significant hypertrophy of goblet cells in infected fish. The hyperactivity of goblet cells was seen, but no hyperplasia. This hyper-production of mucus may decrease nutrient absorption, underlying impaired growth in S. salmonis infected fish. I developed an in vitro plasma incubation test to predict host susceptibility of rainbow trout, carp, and sturgeon. The test showed the hierarchy of resistance of S. salmonis in sturgeon > carp > rainbow trout; this parallels epizootiological data. My research yielded new diagnostic tool, suggested new treatment target, improved in vitro conditions, and new model system for multi-functionality of flagella and flagellar signalling.
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Wahl, Stuart Allan. "The role of flagellar genes and posttranslational modification of flagellin in the adherence mechanism of pseudomonas aeruginosa /." The Ohio State University, 1996. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1487940665433965.
Full text
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Erhardt, Marc [Verfasser]. "Assembly of the Bacterial Flagellum : How Salmonella Exports Flagellar Proteins and Controls Hook Length / Marc Erhardt." Konstanz : Bibliothek der Universität Konstanz, 2011. http://d-nb.info/1033508144/34.
Full text
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Isch, Charlotte. "Décryptage de la relation structure-fonction entre BILBO1 et ses partenaires et leurs rôles dans la biogénèse du collier de la poche flagellaire chez le pathogène Trypanosoma brucei." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0286.
Full textAbstract:
Les parasites de la classe des Kinétoplastidés, tel que les Trypanosomes ou les Leishmanies, sont la cause de nombreuses maladies à travers le monde. Trypanosoma brucei qui se transmet via la morsure d’une mouche Tsé-tsé (Glossina spp) est responsable de la Trypanosomiase Humaine Africaine qui touche des milliers de personnes et de la Nagana qui affecte les animaux et engendre ainsi d’importantes pertes économiques. Bien que la recherche avance, il n’existe encore aucun vaccin contre ces maladies. Ce parasite possède la capacité de changer ses antigènes de surface pour échapper à la réponse immunitaire de l’hôte. Ce mécanisme se fait notamment via la poche flagellaire (FP) un organite du parasite qui est le seul lieu d'endo-exocytose de la cellule. En 2008 l'équipe de Derrick Robinson a identifié BILBO1, une protéine essentielle de ce parasite qui est présente au niveau du collier de la poche flagellaire (FPC). Le FPC est elle-même une structure essentielle à la FP. Un crible en double hybride a permis de découvrir plusieurs partenaires de BILBO1 dont FPC3. Via des analyses fonctionnelles et moléculaires, j’ai caractérisé l’interaction entre BILBO1 et FPC3 et mis en évidence que FPC3 est une protéine multi-partenaires dont le domaine N-terminal (NTD) est similaire en structure et en fonction à celui de BILBO1. De plus, l’identification d’une famille de protéines portant un domaine NTD semblable à celui de BILBO1 permet de proposer que le NTD est un nouveau domaine fonctionnel potentiellement impliqué dans la biogenèse du FPC et du Hook Complex. La caractérisation du FPC chez L. mexicana a été abordée grâce à l’utilisation de la technologie CRISPR/Cas9 pour en apprendre davantage sur cette structure qui est encore peu connue chez LeishmanieThe Kinetoplastid parasites, including Trypanosomes and Leishmania spp, are responsible for many diseases worldwide. Trypanosoma brucei a parasite transmitted by the Tse-Tse fly (Glossina spp.) is responsible for the Human African Trypanosomiasis in sub-Saharan Africa (sleeping sickness). It is also responsible for the Nagana that affects animals and leads to an important economic loss. Despite the progress of research, there is still no vaccine available. This parasite is able to change its surface antigen coat leading the escape to the host immune response. This mechanism is possible because of an organelle called the flagellar pocket (FP), which is the only site of endo-exocytosis in the cell. In 2008, Derrick Robinson's team identified an essential protein BILBO1 present at the flagellar pocket collar (FPC) an essential structure of the FP. A yeast two-hybrid screen on T. brucei revealed several BILBO1 partners including FPC3. Using functional and molecular analysis, I characterised the interaction between BILBO1 and FPC3 and highlighted FPC3 as a multi-partners protein whose N-terminal domain (NTD) is similar to that of BILBO1. In addition, the identification of a family of proteins that share an N-terminal domain similar to that of BILBO1 suggests that this domain is a new functional domain possibly involved in the biogenesis of the FPC and of the Hook Complex.The FPC characterisation in Leishmania mexicana has been addressed using the CRISPR/Cas9 technology to increase our knowledge of this structure in Leishmania spp
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Hilfinger, Andreas. "Dynamics of Cilia and Flagella." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1139826522460-88534.
Full textAbstract:
Cilia and flagella are hair-like appendages of eukaryotic cells. They are actively bending structures that exhibit regular beat patterns and thereby play an important role in many different circumstances where motion on a cellular level is required. Most dramatic is the effect of nodal cilia whose vortical motion leads to a fluid flow that is directly responsible for establishing the left-right axis during embryological development in many vertebrate species, but examples range from the propulsion of single cells, such as the swimming of sperm, to the transport of mucus along epithelial cells, e.g. in the ciliated trachea. Cilia and flagella contain an evolutionary highly conserved structure called the axoneme, whose characteristic architecture is based on a cylindrical arrangement of elastic filaments (microtubules). In the presence of a chemical fuel (ATP), molecular motors (dynein) exert shear forces between neighbouring microtubules, leading to a bending of the axoneme through structural constraints. We address the following two questions: How can these organelles generate regular oscillatory beat patterns in the absence of a biochemical signal regulating the activity of the force generating elements? And how can the beat patterns be so different for apparently very similar structures? We present a theoretical description of the axonemal structure as an actively bending elastic cylinder, and show that in such a system bending waves emerge from a non-oscillatory state via a dynamic instability. The corresponding beat patterns are solutions to a set of coupled partial differential equations presented herein.
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Hilfinger, Andreas. "Dynamics of Cilia and Flagella." Doctoral thesis, Technische Universität Dresden, 2005. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A24641.
Full textAbstract:
Cilia and flagella are hair-like appendages of eukaryotic cells. They are actively bending structures that exhibit regular beat patterns and thereby play an important role in many different circumstances where motion on a cellular level is required. Most dramatic is the effect of nodal cilia whose vortical motion leads to a fluid flow that is directly responsible for establishing the left-right axis during embryological development in many vertebrate species, but examples range from the propulsion of single cells, such as the swimming of sperm, to the transport of mucus along epithelial cells, e.g. in the ciliated trachea. Cilia and flagella contain an evolutionary highly conserved structure called the axoneme, whose characteristic architecture is based on a cylindrical arrangement of elastic filaments (microtubules). In the presence of a chemical fuel (ATP), molecular motors (dynein) exert shear forces between neighbouring microtubules, leading to a bending of the axoneme through structural constraints. We address the following two questions: How can these organelles generate regular oscillatory beat patterns in the absence of a biochemical signal regulating the activity of the force generating elements? And how can the beat patterns be so different for apparently very similar structures? We present a theoretical description of the axonemal structure as an actively bending elastic cylinder, and show that in such a system bending waves emerge from a non-oscillatory state via a dynamic instability. The corresponding beat patterns are solutions to a set of coupled partial differential equations presented herein.
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Antunes, Adeline. "Le transport intraflagellaire : construction et déplacement des trains dans le flagelle du trypanosome." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS080.
Full textAbstract:
Les cils et flagelles sont constitués d’un cylindre de neuf doublets de microtubules périphériques appelé axonème. Ils contiennent au moins 500 protéines et leur construction s’effectue essentiellement par addition de nouvelles sous-unités à l’extrémité distale. Les composants du flagelle y sont acheminés par le transport intraflagellaire (IFT), le déplacement de « trains » formés de deux complexes de protéines, entre la membrane flagellaire et les doublets de microtubules par des moteurs moléculaires de type kinésine et dynéine. Mon projet de thèse s’articule autour du rôle et du fonctionnement de l’IFT en utilisant comme modèle d’étude le protiste Trypanosoma brucei. Les objectifs de ma thèse étaient (i) de déterminer comment les trains IFT sont assemblés en établissant le lien entre leur composition moléculaire et leur structure et (ii) d’établir le trajet emprunté par les trains IFT au sein de l’organite. En combinant des approches de microscopie photonique et de microscopie électronique après ciblage par ARNi de gènes encodant des protéines constituants les trains IFT, nous avons mis en évidence leur contribution à la construction des trains IFT et la régulation de leur longueur. Nous proposons un nouveau modèle pour expliquer la formation des trains et leur entrée dans le compartiment flagellaire. Par microscopie électronique tridimensionnelle (FIB-SEM), nous avons démontré qu’après leur assemblage, les trains IFT sont localisés au niveau de seulement 4 doublets de microtubules sur les 9 disponibles. Ces résultats ont été obtenus à la fois in vitro et ex vivo sur des parasites se développant chez la mouche tsé-tsé. La comparaison des résultats avec la littérature met en exergue la flexibilité du transport en fonction de l’anatomie des cils et flagellesCilia and flagella are essential organelles composed of 9 doublet microtubules. They contain at least 500 proteins and their construction is mainly done by adding new subunits at the distal end. They are transported byIntraflagellar transport (IFT), the movement of trains composedof two protein complexes between the flagellar membrane and the microtubule doublets by driven by molecular kinesin and dynein motors. My thesis project is based on the role and functioning of IFT using the protistTrypanosoma brucei as a model organism. The goal of my thesis project was (i) to determine how IFT trains are assembled by establishing the link between their molecular composition and their structure and (ii) to establish the route taken by IFT trains within the flagella. By combining light microscopy and electron microscopy approaches after RNAi targeting of genes coding for IFT train components, we have demonstrated their contribution to the construction of IFT trains. We propose a new model to explain train formation and their entry in the flagellum. By three-dimensional electron microscopy (FIB-SEM), we have also shown where IFT trains are located. Trains are specifically found on 4 microtubule doublets out of the 9 available. These results have been obtained bothin vitro and ex vivousing parasites developing in the tsetse fly.Comparison of the results with the literature highlights the flexibility of transport depending on the anatomy of cilia and flagella
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Brown, Mostyn T. "Control of the unidirectional motor in Rhodobacter sphaeroides." Thesis, University of Oxford, 2009. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:1e9aa2bb-0e16-45df-9164-fd859a724157.
Full textAbstract:
The control of the flagellar motor in Rhodobacter sphaeroides was investigated. Unlike most flagellar motors which are controlled by reversing the direction of rotation, the R. sphaeroides motor is controlled via a stop-start mechanism. Advanced optical microscopy was employed alongside genetic, biochemical, and behavioural techniques. High-resolution measurements of rotating beads on flagellar stubs revealed that the R. sphaeroides motor is similar to its E. coli counterpart, rotating counterclockwise at comparable torques/speeds (1,300 pNnm/rad at stall torque), and exhibiting transient step changes in speed. The mean stop duration, mean stop frequency (number of stops per s), and run bias (fraction of time spent rotating) of wild-type at steady-state were 0.66 ± 1.01 s, 0.31 ± 0.19 s-1, and 0.80 ± 0.20, respectively. Manipulating signal inputs to the motor genetically, or by exposing cells to chemotactic stimuli revealed that (i) without chemotactic stimulation the motor rotates continuously, (ii) phosphorylated CheYs are required to stop the motor, and (iii) the chemotaxis system cannot control the speed of rotation of the motor (termed chemokinesis) as previously reported. Complementation studies revealed that CheY3, CheY4, and CheY5 are functionally equivalent. The copy numbers per cell of important CheYs were found to vary greatly under the conditions tested (<1,000, ~3,000, ~60,000 for CheY3, CheY4, and CheY6 respectively). To determine how CheY-P binding causes the motor to stop, external force (viscous flow or optical tweezers) was applied to chemotactically stopped motors. CheY-P binding might either cause the torque-generating units to disengage from the rotor, analogous to a clutch, or trigger the rotor to jam, analogous to a brake. The rotor resisted re-orientation during a chemotactic stop implying that the motor was held in a locked state. The value of torque resisting forward motion (keeping it locked) was estimated to be 2-3 x stall torque (2,500-4,000 pNnm/rad). Furthermore beads attached to flagellar stubs stop at fixed angles for several seconds, showing no large-scale Brownian motion. Step analysis revealed that these stop events occur at 27-28 discrete angles around the motor, which most likely reflect the periodicity of the rotor (i.e. copies of FliG). This represents the first experimental resolution of steps in the rotation of a wild-type bacterial flagellar motor with a full complement of torque-generating units.
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Kobeissy, Hussein. "Inflammation associée aux infections à Clostridium difficile : rôle des flagelles et régulation par les microARN." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS539.
Full textAbstract:
Clostridium difficile (CD) représente la première cause d'infections digestives nosocomiales dans les pays développés. Les infections à CD (ICD) induisent une inflammation intestinale importante qui se manifeste principalement par des colites pseudomembraneuses ainsi que par un taux de mortalité élevé. Les facteurs majeurs de virulence sont les toxines TcdA et TcdB. Dans la première partie des travaux de cette thèse, nous avons validé le rôle in vivo d'un autre facteur bactérien, les flagelles, dans un modèle murin d'ICD, en montrant que les flagelles induisent une réponse inflammatoire au niveau de la muqueuse caecale en synergie avec les toxines. Nous avons ensuite montré une régulation de de cette réponse par un microARN (miARN) exerçant un rôle anti-inflammatoire en modulant l'activation de la voie de signalisation de NF-KB. Le traitement des souris infectées par ce miARN réduit l'inflammation intestinale apportant la preuve du concept pour une nouvelle approche thérapeutiqueClostridium difficile (CD) is the leading cause of nosocomial digestive infections in developed countries. CD infections (CDI) induce significant intestinal inflammation that is manifested primarily by pseudomembranous colitis and a high mortality rate. The major virulence factors are TcdA and TcdB toxins. In the first part of the work of this thesis, we validated the in vivo role of another bacterial factor, the flagella, in a mouse model of CDI, showing that the flagella induce an inflammatory response in ceacal mucosa in synergy with toxins. We then showed a regulation of this response by a microRNA (miRNA) exerting an anti-inflammatory role by modulating the activation of the NF-KB signaling pathway. The treatment of mice infected with this miRNA reduces intestinal inflammation providing proof of concept for a new therapeutic approach
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Brasseur, Anaïs. "Etude de composantes de la voie TOR: caractérisation de TbFKBP12, une protéine de la famille des PPIases (isomérases) impliquée dans l'homéostasie du flagelle chez Trypanosoma brucei." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2009. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210240.
Full textAbstract:
Trypanosoma brucei est un parasite africain unicellulaire, responsable chez l’homme de la maladie du sommeil et chez les bovins de la Nagana. Il passe par différents stades lors de son cycle de vie, les deux principaux étant la forme sanguicole qui prolifère dans le sang des mammifères infectés, et la forme procyclique qui colonise le tube digestif du vecteur, la mouche glossine. Les trypanosomes sont extracellulaires, ils possèdent un flagelle qui leur permet de se mouvoir dans les différents milieux qu’ils infestent. La structure de celui-ci contient des éléments conservés au cours de l’évolution. Il constitue donc un excellent modèle de base pour en étudier l’architecture. D’autre part, le flagelle du parasite contient des structures propres à certains kinétoplastides, offrant ainsi une cible thérapeutique aux traitements anti-trypanosomiaux.
Le flagelle est véritablement un organite plurifonctionnel nécessaire à la survie du parasite au sein des divers environnements qu’il rencontre lors de son cycle de développement. Outre son rôle moteur, il permet à la cellule d’échapper au système immunitaire de son hôte mammifère et de s’attacher à l’épithélium des glandes salivaires de l’insecte. Il est également requis pour le bon positionnement des organites, la morphogenèse et la division cellulaire. Enfin, il serait impliqué dans l’activité sensorielle du trypanosome. A ce jour, on ne connait quasiment rien des potentielles voies de « sensing ». Elles doivent pourtant exister, permettant l’appréhension de l’environnement, l’interaction avec les hôtes et la réception de signaux induisant la différenciation.
Cet intérêt pour les voies de signalisation du parasite a abouti à l’étude des composantes de la voie TOR. TOR-Target of Rapamycin est un contrôleur central de la croissance cellulaire qu’il régule en fonction de différents stimuli externes. Il a été démontré depuis que chez T.brucei aussi, TOR régulerait la croissance temporelle et spatiale de la cellule.
La kinase TOR est inhibée par sa liaison avec le complexe rapamycine-FKBP12. Nous avons identifié cette peptidyl-prolyl cis-trans isomérase chez le parasite :TbFKBP12. Elle y serait localisée au niveau du cytosquelette/flagelle. Contrairement à ce qui est observé chez la levure S.cerevisiae, l’isomérase est essentielle chez le trypanosome. Son invalidation par RNAi bloque la cytocinèse des parasites sanguicoles et provoque l’apparition d’axes de clivage internes à la cellule. Chez les formes procycliques par contre, la disparition de la protéine entraîne un défaut sévère de motilité du flagelle qui se traduit par une immobilisation partielle du parasite.
TbFKBP12 est donc impliquée dans l’homéostasie du flagelle chez le trypanosome africain, organite nécessaire à la motilité et à la division cellulaire.
Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Jerber, Julie. "Caractérisation fonctionnelle de deux nouveaux gènes ciliaires pendant le développement des vertébrés." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00995319.
Full textAbstract:
Les cils et les flagelles sont des organites cellulaires très conservés qui assurent des fonctions essentielles. Chez l'Homme, les défauts d'assemblage des cils et des flagelles conduisent à de multiples pathologies, les ciliopathies. Afin de comprendre comment se forment et fonctionnent les cils, j'ai analysé la fonction de deux nouveaux gènes identifiés comme cible des facteurs de transcription de ciliogenèse RFX. Tout d'abord je me suis focalisée sur le gène CCDC151, évolutivement conservé dans les espèces possédant des cils motiles. J'ai pu montrer que CCDC151 est impliquée dans le transport dépendant de l'IFT des bras de dynéine chez les animaux et qu'elle est nécessaire à la perception sensorielle chez la drosophile. Par ailleurs, j'ai également montré que cette protéine possède des fonctions cellulaires additionnelles puisqu'elle est requise pour l'orientation correcte des plans de division cellulaire et qu'elle est impliquée dans la régulation de la taille du cil primaire chez les mammifères. Je me suis ensuite intéressée au gène LRRC48 également conservée dans les espèces possédant des cils motiles. Cette protéine est nécessaire à la motilité des flagelles de spermatozoïdes et des cils des neurones sensoriels en 9+0 et dans la réponse auditive chez la drosophile. De plus LRRC48 est indispensable au développement des vertébrés puisque son absence chez le poisson zèbre conduit à l'hydrocéphalie, des kystes rénaux et des défauts de motilité des cils. Elle est également essentielle à la biogenèse de l'oreille dans cet organisme.En conclusion, il s'agit de deux nouveaux acteurs de la ciliogenèse potentiellement impliqués dans les pathologies ciliaires chez l'Homme
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Coutton, Charles. "Caractérisation génétique de moléculaire et l'infertilité masculine : applications à plusieurs formes sévères de tératozoospermie." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAS023.
Full textAbstract:
L'infertilité masculine concerne plus de 20 millions d'homme à travers le monde et représente un véritable enjeu de santé public. Bien que multifactorielle, l'infertilité masculine a une composante génétique importante qui jusqu'à présent n'a été que peu étudiée. L'objectif de mon travail a été d'initier et de poursuivre les investigations génétiques sur trois phénotypes de tératozoospermie: les spermatozoïdes macrocéphales, la globozoospermie et les anomalies morphologiques multiples des flagelles (AMMF).Pour le premier phénotype, nous avons étudié 87 patients, dont 83 cas-index, présentant un phénotype de macrozoospermie. Nous avons trouvé la mutation c.144delC dans le gène AURKC chez 82% des patients (68/83) confirmant qu'il s'agit de l'évènement génétique prépondérant pour ce phénotype. Une nouvelle mutation récurrente, p.Y248*, entrainant la dégradation totale du transcrit anormal par nonsense-mediated mRNA decay, a été retrouvée chez 10 patients non‐apparentés. L'identification de deux mutations ancestrales dans AURKC maintenues au cours de l'évolution malgré leur effet délétère sur la reproduction chez l'homme homozygote, ouvre la question d'un potentiel avantage sélectif procuré par l'haplo-insuffisance d'AURKC.Pour le second phénotype, nous avons analysé une cohorte de 34 patients globozoospermiques par séquençage et MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification). Au total, la délétion homozygote de DPY19L2 a été retrouvée chez 22 patients sur 30 cas non apparentés (73.3%) et 3 nouvelles mutations ponctuelles ont été identifiées. Ces résultats indiquent que l'analyse moléculaire de DPY19L2 des patients globozoospermiques ne devrait pas être limitée à la recherche de la délétion homozygote de DPY19L2. Dans un second temps, nous avons démontré que la délétion récurrente de DPY19L2 était médiée par le mécanisme de recombinaison homologue non allélique (NAHR) entre deux séquences répétées homologues (LCR) de 28kb situées de chaque côté du gène. La très grande majorité des points de cassure surviennent dans une région de 1,2 kb située dans la partie centrale des LCRs. Cette région minimale de recombinaison est elle‐même centrée sur une séquence consensus de 13 nucléotides reconnue par PRDM9, une protéine à doigts de zinc qui favorise la survenue des cassures doubles brins initiant les processus de recombinaisons. Les modèles théoriques prédisent que, lors de la méiose, le mécanisme NAHR génère de novo plus d'allèles recombinés délétés que dupliqués. Étonnamment, dans la population générale les allèles DPY19L2 dupliqués sont trois fois plus fréquents que les allèles délétés. Nous avons développé une PCR digitale sur le sperme afin de mesurer le taux de délétions et de duplications de novo à ce locus chez des témoins. Tel qu'il était prédit par le modèle de NAHR, nous avons identifié un taux de délétions supérieur à celui des duplications. Ce paradoxe peut s'expliquer par la sélection qui s'opère à l'encontre des hommes infertiles porteurs de la délétion homozygote et potentiellement des hommes porteurs d'une délétion hétérozygote.Enfin pour le troisième phénotype, nous avons réalisé l'analyse par cartographie par homozygotie de 20 patients infertiles, dont 18 cas-index, présentant des anomalies morphologiques du flagelle. Cinq mutations homozygotes ont été identifiées dans le gène DNAH1 parmi les 18 patients non-apparentés (28%). Ce gène code pour une chaine lourde des bras internes de dynéine exprimée dans le testicule. Des analyses d'immunofluorescence et de RT-PCR ont confirmé le caractère pathogène d'une de ces mutations situées sur un site donneur d'épissage. Les analyses par microscopie électronique ont révélé une désorganisation générale de l'axonème incluant une disparition des doublets centraux et des bras internes de dynéine suggérant que DNAH1 est une protéine clé dans la biogenèse du flagelle du spermatozoïdeMale infertility affects more than 20 million men worldwide and represents a major health concern. Although multifactorial, male infertility has a strong genetic basis which has so far not been extensively studied. The objectives of my thesis were to initiate and conduct some genetic investigations on three specific phenotypes of teratozoospermia: macrozoospermia, globozoospermia and multiple morphological abnormalities of the flagella (MMAF).For the first phenotype, we studied 87 patients with macrozoospermia, including 83 index cases, and identified c.144delC, a pathogenic mutation in the AURKC gene in 82% of patients (68/83) confirming that this variant is the main cause of macrozoospermia. A new recurrent mutation, p.Y248*, leading to degradation of the mutant transcripts by non-sense mediated mRNA decay was identified in 10 unrelated patients. Patients with no identified AURKC mutation have a decreased rate of spermatozoa with a large head and multiple flagella. Identification of two ancestral mutations in AURKC maintained during evolution despite their negative effect on reproduction in homozygous men, raises the question of a potential selective advantage provided by the AURKC haploinsufficiency.For the second phenotype, we first analyzed 34 patients presenting with globozoospermia using MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification) and Sanger sequencing. In total, 22 of the 30 unrelated patients where homozygous for the DPY19L2 deletion (73.3%) and 3 novel point mutations were identified. These results suggest that the molecular investigation of the DPY19L2 gene in globozoospermic patients should not be limited to the detection of the DPY19L2 genomic deletion and open interesting perspectives for the identification of DPY19L2 partners during acrosome biogenesis. Subsequently, we demonstrated that the genomic deletion was mediated by Non-Allelic Homologous Recombination (NAHR) between two homologous 28-Kb Low Copy Repeats (LCRs) located on each side of the gene. The vast majority of genomic breakpoints fell within a 1.2-Kb region central to the 28-Kb LCR. A 13-mer consensus sequence is located in the centre of that 1.2-Kb region recognized by PRDM9, a multi-unit zinc finger binding protein that promotes the formation of double-strand breaks (DSBs) initiating the homologous recombination process. The accepted theoretical NAHR model predicts that during meiosis, NAHR produces more deleted than duplicated alleles. Surprisingly, array-CGH data show that, in the general population, DPY19L2 duplicated alleles are approximately three times as frequent as deleted alleles. In order to shed light on this paradox, we developed a sperm-based digital PCR to measure the de novo rates of deletions and duplications at this locus. As predicted by the NAHR model, we identified an excess of de novo deletions over duplications. These discording results may be explained by the purifying selection against sterile, homozygous deleted men. Heterozygous deleted men might also suffer a small fitness penalty.Lastly, for the third phenotype, homozygosity mapping was carried out on a cohort of 20 North African individuals, presenting with primary infertility resulting from impaired sperm motility caused by a mosaic of multiple morphological abnormalities of the flagella (MMAF). Five unrelated subjects out of 18 (28%) carried a homozygous variant in DNAH1, which encodes an inner dynein heavy chain and is expressed in testis. RT-PCR and immunostaining studies confirmed the pathogenic effect of one of these mutations located on a donor splice site. Electronic microscopy revealed a general axonemal disorganization including mislocalization of the microtubule doublets and loss of the inner dynein arms suggesting that DNAH1 plays a critical role in sperm flagellum biogenesis and assembly
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Gallique, Mathias. "Implication du système de sécrétion de type VI de la souche Pseudomonas fluorescens MFE01 dans l'activité antibactérienne, la formation de biofilm et l'inhibition de mobilité." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR087/document.
Full textAbstract:
Le système de sécrétion de type VI (SST6) est un complexe multi-protéique permettant l’export d’effecteurs. Ce mécanisme est impliqué à la fois dans la virulence envers les cellules eucaryotes, dans l’activité antibactérienne mais également dans l’acquisition d’ions présents dans ’environnement. Ainsi, le SST6 joue un rôle important dans l’adaptation et la compétition, éléments essentiels dans la colonisation et la persistance au sein d’une niche écologique. Actuellement, très peu d’études portent sur l’importance du SST6 chez des souches environnementales, contrairement aux nombreuses études portant sur des pathogènes tels que Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia thailandensis, Vibrio cholerae ou Escherichia coli. Mon sujet de recherche avait pour objectif de caractériser le ou les rôles du SST6 de la souche environnementale Pseudomonas fluorescens MFE01. Ces travaux ont permis d’appréhender certaines fonctions du SST6 de cette souche. Le génome de MFE01 ne comporte qu’un seul cluster de gènes du SST6 où sont regroupés les gènes codant pour la machinerie du SST6 (le « core-component ») à l’exception des gènes hcp. Les protéines Hcp sont des éléments structuraux du SST6 dont elles forment le tube interne qui permet le transfert des effecteurs. Différents gènes hcp sont disséminés sur le chromosome et parmi ces « hcp » orphelins, hcp2 et hcp3 codent respectivement pour les protéines Hcp2 et Hcp3. Ces deux Hcp sécrétées par le SST6, sont associées à l’activité antibactérienne de MFE01 sur différentes souches pathogènes et environnementales, tels que P. aeruginosa, P. fluorescens MFN1032 et Pectobacterium atrosepticum. La protéine Hcp1, codée par le gène orphelin hcp1, est impliquée dans l’inhibition de mobilité de souche compétitrice. Hcp1 permettrait la sécrétion d’au moins deux toxines qui perturberaient l’assemblage du flagelle. Chez MFE01Δhcp1 et MFE01ΔtssC (TssC est un élément de la gaine contractile du SST6), ces toxines seraient accumulées dans le cytoplasme, inhibant ainsi ’assemblage de leur propre flagelle. La surproduction du régulateur FliA, qui contrôle notamment l’assemblage du filament flagellaire, restaure la mobilité chez ces deux mutants. En parallèle, le SST6 de la souche MFE01 est essentiel à la formation et la maturation de biofilm mais également à la compétition bactérienne en biofilm mixte. Ce système interviendrait dans la communication bactérienne indispensable au comportement social, requis lors de l’élaboration des biofilmsType VI secretion system (T6SS) is a multiproteic apparatus that secreted proteinaceous effectors. T6SS participate in a variety of functions, whose eukaryote virulence, antibacterial activity or metal ion uptake. These capacities conferring an advantage in adaptation and competition, crucial to colonization or persistence within ecological niche. As well, only a few studies have focused on the T6SS functions of environmental strains, contrary to numerous studies dealing with pathogens as Pseudomonas aeruginosa, Burkholderia thailandensis, Vibrio cholerae or Escherichia coli. The purpose of my research project was to characterize the T6SS function(s) of the environmental strain Pseudomonas fluorescens MFE01. This work had led to understand the various functions of T6SS of MFE01 strain. This strain has a single T6SS cluster where all the core component proteins were gathered, except hcp genes. Three orphan hcp genes where found and are scattered in genome. Hcp proteins form the inner tube allowing effectors secretion. Both Hcp2 and Hcp3 proteins were involved in antibacterial activity on pathogens or environmental strains like P. aeruginosa, P. fluorescens or Pectobacterium atrosepticum. Characterization of Hcp1 proteins role constituted a major focus of this project. Hcp1 proteins participate to motility inhibition of competitive strains through T6SS. Hcp1 may be associated with secretion of at least two toxins perturbing the flagellar filament assembly. In MFE01Δhcp1 and MFE01ΔtssC mutants (Tss is a contractile sheath constituent), these toxins may be accumulated into cytoplasm and perturb assembly of their own flagella. Interestingly, overproduction of FliA flagellar regulator, which controls assembly of flagellar filament, restores motility of both mutants. Simultaneously, T6SS of MFE01 strain contributes to maturation and biofilm formation but also in bacterial competition within mixed biofilm. T6SS may be a mean of bacterial communication and thus coordinate a social behavior, primordial for biofilm formation
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Kherraf, Zine-Eddine. "Exploration génétique et moléculaire de défauts post-méiotiques sévères de la spermatogenèse entrainant une infertilité masculine." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAS010/document.
Full textAbstract:
L’infertilité est considérée actuellement par l’organisation mondiale de la santé (OMS) comme une préoccupation majeure de santé affectant plus de 50 millions de couples dans le monde. Dans les pays occidentaux, la majorité des couples infertiles ont recours aux techniques d’assistance médicale à la procréation (AMP) pour obtenir une grossesse. Malgré le succès de ces techniques, près de la moitié des couples qui ont recours à l’AMP sortent du parcours de soin sans enfant. Une partie de ces échecs est expliquée par l’altération de la gamétogenèse. Chez l’homme, la spermatogenèse fait interagir des centaines de gènes spécifiquement exprimés dans le testicule. L’abondance de ces gènes suggère que les troubles de la spermatogenèse présentent une forte composante génétique. Récemment, les avancées techniques ont favorisé l’identification de gènes responsables de ces anomalies mais la grande majorité des cas d’infertilité masculine reste classée comme idiopathique. L’objectif de la thèse est d’identifier de nouvelles causes génétiques responsables d’infertilité masculine et d’élucider les mécanismes physiopathologiques associés à ces anomalies.Au cours de ma thèse j’ai participé avec l’équipe GETI (génétique, épigénétique et thérapies de l’infertilité) à l’exploration génétique et moléculaire de deux phénotypes distincts d’anomalies spermatiques liés à des défauts post-méiotiques de la spermatogenèse : une forme rare d’azoospermie non obstructive (ANO) et le phénotype d’anomalies morphologiques multiples du flagelle spermatique (AMMF). Enfin j’ai joué un rôle important dans la création et l’analyse de modèles murins pour caractériser la pathogénie de ces anomalies.L’analyse génétique de deux frères infertiles nés de parents consanguins et présentant une ANO idiopathique associée à un arrêt post-méiotique de la spermatogenèse nous a permis d’identifier un variant homozygote délétère dans le gène SPINK2 qui code pour un inhibiteur de sérine-protéases. L’étude des souris KO pour ce gène nous a permis d’observer que les souris mâles adultes sont infertiles et miment parfaitement les phénotypes spermatique et testiculaire observés chez nos patients. Nous avons montré que la protéine codée par ce gène est exprimée dans l’acrosome à partir du stade de spermatide ronde. En l’absence de Spink2, l’activité protéolytique non-neutralisée des protéases cibles qui transitent par le Golgi cause sa fragmentation et bloque la spermiogénèse au stade de spermatide ronde. Nous avons également pu observer que les spermatozoïdes provenant de patients et de souris hétérozygotes présentent un taux élevé d’anomalies morphologiques et une baisse de la mobilité progressive conduisant à une hypofertilité à expressivité variable. Ces résultats montrent pour la première fois que l’oligo-tératozoospermie et l’azoospermie peuvent constituer un continuum pathologique dû à une même pathogénie.Nous avons également réalisé le séquençage exomique complet d’une cohorte de 78 individus AMMF non apparentés et avons identifié chez 49 sujets des mutations bi-alléliques délétères dans 11 gènes candidats dont DNAH1, CFAP43, CFAP44, WDR66 et FSIP2, soit un rendement diagnostique de 63%. Ces résultats confirment l’hétérogénéité génétique du phénotype MMAF et l’efficacité diagnostique du séquençage haut débit dans son exploration. Nous avons également validé l’implication de certains gènes candidats (n=4) dans ce phénotype chez le modèle murin knock-out créé par la nouvelle technologie d’édition du génome, CRISPR/Cas9.Dans son ensemble, ce travail montre l’intérêt et l’efficacité de la combinaison du séquençage exomique et de la technique de CRISPR/Cas9 pour étudier les troubles de la spermatogenèse et l’infertilité masculineInfertility is currently considered by the World Health Organization (WHO) as a major health concern affecting more than 50 million couples worldwide. In western countries, the majority of infertile couples seek assisted reproductive technologies (ART) to achieve a pregnancy. Despite the success of these techniques, almost half of these couples fail to obtain a child. Part of these failures are explained by the alteration of gametogenesis. In humans, spermatogenesis involves hundreds of genes specifically expressed in the testis. The abundance of these genes suggests that spermatogenic defects are associated with a strong genetic component. Recently, technical advances have led to the identification of numerous causative genes, but the vast majority of male infertility cases remain idiopathic. The aim of the present thesis is to identify new genetic causes responsible for male infertility and to elucidate the physiopathological mechanisms associated with these anomalies.During my thesis, I participated with the team GETI (genetics, epigenetics and therapies of infertility) in the genetic exploration of two phenotypes of male infertility related to post-meiotic defects of spermatogenesis: a rare form of non-obstructive azoospermia and the phenotype of multiple morphological abnormalities of the sperm flagella (MMAF). I have also played a key role in creation and analysis of transgenic mice to better characterize the pathogeny of the identified genetic causes in Human.Genetic analyses performed on two infertile brothers born form consanguineous parents and presenting an-idiopathic non-obstructive azoospermia associated with a post-meiotic arrest of spermatogenesis allowed us to identify a homozygous variant in the SPINK2 gene that encodes a serine-protease inhibitor. Phenotypic analysis of Spink2-/- adult male mice showed that they are infertile and perfectly mimic the sperm and testicular phenotypes observed in our patients. We showed that Spink2 protein is expressed from the round spermatid stage and localized in the acrosome, a lysosomal-like vesicle rich in proteases that play a key role during fertilization. When Spink2 is absent, the deregulated proteolytic activity of the targeted proteases such as acrosin leads to the fragmentation of the Golgi apparatus and arrest of spermiogenesis at the round spermatid stage. We also showed that sperm from heterozygous human and mice present a high level of morphological abnormalities and a decrease of progressive motility leading to a variable subfertility. These results showed for the first time that oligo-teratozoospermia and azoospermia could present a pathological continuum due to the same pathogeny.We also performed exome sequencing in a cohort of 78 non related MMAF subjects and identified in 49 cases deleterious bi-allelic mutations in a total of 11 candidate genes including DNAH1, CFAP43, CFAP44, WDR66 and FSIP2 giving a genetic diagnosis yield of 63%. These results confirm the genetic heterogeneity of MMAF and the efficiency of high throughput sequencing in genetic exploration of this phenotype. We also demonstrated the pathogenic implication of certain candidate genes (n=4) using knock-out mice created by the new technology of genome editing, CRISPR/Cas9.Overall, this work demonstrates the interest and effectiveness of combining exome sequencing and CRISPR/Cas9 system to study spermatogenesis disorders and male infertility
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Birchall, Christopher. "Coupling flagellar gene expression to flagellar assembly in Caulobacter crescentus." Thesis, University of Newcastle upon Tyne, 2012. http://hdl.handle.net/10443/1617.
Full textAbstract:
Bacterial flagellar filaments are long cell surface appendages that generate propulsion for movement. They also play key roles in surface attachment and host-bacterial interactions. The filament is made from a single protein species flagellin. Approximately 45 % of annotated flagellar systems possess multiple flagellin genes. We have investigated the ability of Caulobacter crescentus to build a flagellar filament using six flagellins: FljJ, FljK, FljL, FljM, FljN and FljO. Our analysis showed that this flagellar system exhibits extensive structural redundancy, in that one species of flagellin is sufficient to sustain motility. However, when that flagellin is FljJ cells are non motile. Distinct flagellar assembly checkpoints are utilised by bacteria in order to coordinate and couple flagellar gene expression to the assembly pathway. One of these checkpoints, hook-basal-body completion, is sensed and overcome by the secretion of a flagellar-associated secretion substrate. This mechanism results in a system switch to the export of proteins, which are needed for filament assembly. In C. crescentus the post-transcriptional regulators FlbT and FlaF have been implicated to function at this switch. As the flagellins themselves are being secreted we asked the logical question: are the flagellins involved in subunit feedback control of the regulation of filament assembly? In a bacterial two-hybrid assay, FljJ was the only flagellin able to interact with FlbT and FlaF. Furthermore, FljJ along with FlbT was found to interact with flagellin mRNA. In light of our data we a propose model for the regulation of flagellar filament assembly in C. crescentus and discuss the implications with respect to other flagellar systems
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Woods, Richard David. "Functionalised Flagellar Nanotubes." Thesis, University of Nottingham, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.489968.
Full textAbstract:
This project investigated the Potential for using the bacterial flagellar filament as a functionalized protein nanotube. A varied approach to flagellin engineering was taken using the flagella of E. coli and R. sphaeroides, with engineered flagellar flilaments from E. coli proving successful. A variety ofepitopes were inserted into the E. coli flagellin, resulting in filaments which displayed adhesive peptides or cleaveable sites. His-tagged filaments allowed the binding of metal ions and nanoparticles, and the biotin-avidin system was empl~yed to allow more specific binding of ligands. Cys-tagged filaments were 'made to order' for a collaborator to allow improved binding of gold to flagellar filaments. The TEV protease recognition site was used to allow specific cleavage of the surface displayed portion of the flagellin within the intact filament structure. Other proteases allowed further digestion ofthis surface displayed region. By combining the adhesive epitope with flanking TEV protease sites selective excision of the tag was possible, allowing the potential for directed whole filament removal from a surface or scaffold in applications such as nanolithography. An in trans expression system was developed to allow assembly of different flagellins into the same filament, with expression levels varied to result in specific ratios of each functionalised monomer. This allowed the creation of bi-functional protein nanotubes, which could bind more than one ligand.
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Barketi-Klai, Amira. "Clostridium difficile : étude du processus de colonisation et d’hypervirulence de la souche épidémique 027." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA114844/document.
Full textAbstract:
Clostridium difficile est une bactérie entéropathogène responsable de diarrhées nosocomiales post-antibiotiques et de colites pseudomembraneuses. Ces dernières années, l'incidence et la gravité des infections à C. difficile ont significativement augmenté en Amérique et en Europe. Cette évolution semble être liée à l'émergence puis à la dissémination très rapide d'un clone particulièrement virulent de PCR-ribotype 027. Les facteurs de virulence majeurs de C. difficile sont les toxines TcdA et TcdB qui sont responsables des lésions intestinales. Cependant, l’étape de colonisation de l’intestin par la bactérie est considérée comme un pré-requis à l’infection. Afin de mieux comprendre les mécanismes d’hypervirulence de la souche 027, nous nous sommes focalisés sur l’étude du processus de colonisation intestinal de cette souche en le comparant à celui de la souche non épidémique 630∆erm. Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle de la protéine de liaison à la fibronectine FbpA. La caractérisation in vitro et in vivo d’un mutant d’inactivation de fbpA, nous a permis de montrer l’implication de cette protéine dans le processus de colonisation de la souche non épidémique 630∆erm. La difficulté à obtenir un mutant dans la souche épidémique 027 R20291 ne nous a pas permis de comparer les propriétés adhésives de FbpA entre les deux souches. Dans un deuxième temps, nous avons étudié les caractéristiques des protéines flagellaires FliC, FliD, FlgE et MotB. Nous avons montré que les flagelles agissent en tant qu’adhésines chez la souche 027 et que ce rôle est moins important chez la souche 630∆erm. Nous avons également montré que les flagelles sont impliqués dans des processus cellulaires autres que l’adhésion et la colonisation. Selon une étude transcriptomique d’un mutant ∆FliC de la souche 027 R20291, il s’est avéré que la flagelline est aussi impliquée dans la production de toxines, la sporulation et dans l’adaptation de la bactérie aux conditions de stress. Une étude complémentaire serait nécessaire afin de mieux comprendre le système de régulation qui régi ces différents processus cellulaires.Finalement, nous avons effectué une analyse transcriptomique de la cinétique de colonisation in vivo de la souche 027. L’étude a révélé l’expression précoce des gènes de toxines et de sporulation au cours du processus d’infection. Elle nous a également permis d’identifier des gènes spécifiques à la souche 027 qui sont exprimés lors du processus infectieux. Ces gènes pourraient éventuellement être impliqués dans la virulence de C. difficile 027 et pourraient constituer de nouvelles pistes d’étudeClostridium difficile is an enteropathogenic bacterium that causes post-antibiotic nosocomial diarrhea and pseudomembranous colitis. During the last decade, the incidence and the severity of C. difficile infections have significantly increased in America and Europe. This evolution seems to be related to the emergence and to the rapid dissemination of a particularly virulent clone of PCR-ribotype 027. The main virulence factors of C. difficile are the TcdA and TcdB cytotoxins which are responsible for intestinal lesions. However, the intestinal colonization by the bacterium is considered as an indispensible step for infection.To better understand the hypervirulence mechanisms of strain 027, we focused on the study of intestinal colonization process of this strain compared to the colonization process of the non-epidemic strain 630Δerm. First, we studied the role of the fibronectin binding protein FbpA. In vitro and in vivo characterization of a mutant FbpA showed the involvement of this protein in the colonization process of the non-epidemic strain 630Δerm. The difficulty of obtaining a mutant in the epidemic strain R20291 027 does not allow us to compare the adhesive properties of FbpA between the two strains.In a second step, we studied the characteristics of flagellar proteins FliC, FliD, FlgE and MotB. We showed that the flagella have a role in the adhesion and colonization of strain 027 and that this role is less important in strain 630Δerm. We also showed that flagella are involved in other cellular processes than adhesion and colonization. A transcriptomic study of a FliC mutant in 027 R20291 shows that flagellin is also involved in toxin production, sporulation and in the adaptation of bacteria to stress conditions. Further study should be performed to better understand the regulation system that governs these different cellular processes. Finally, we performed a transcriptomic analysis of the kinetic of in vivo colonization of the 027 R20291 strain. The study revealed a very early expression of toxin and sporulation genes during the first stages of the infection process. This analysis also allowed us to identify some genes, specific to 027 strains, which appeared regulated during the infection process. These genes could be involved in the virulence of C. difficile 027 strains and could provide new issues of study to better understand C. difficile virulence
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Bauer, Zsuzsa. "Characterization of flagellin perception in "Arabidopsis thaliana"." Basel : Universität Basel, 2003. http://www.unibas.ch/diss/2003/DissB_6611.htm.
Full text
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Navarro, Lionel. "Flagellin-induced immune responses in Arabidopsis thaliana." Thesis, University of East Anglia, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.426678.
Full textAbstract:
Plants and animals activate an innate immune response upon perception of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) such as bacterial flagellin. In Arabidopsis, flagellin perception elevates basal resistance to the virulent Pseudomonas syringae pv tomato DC3000 (Pto DC3000), although the molecular mechanisms involved remain elusive. We surveyed the early transcriptional response of Arabidopsis cell cultures and seedlings within 60 min of treatment with flg22, a peptide corresponding to the most conserved domain of flagellin. Using Affymetrix® microarrays, - 3.0% of 8200 genes displayed transcript level changes in flg22-elicited suspension cultures and seedlings. FLARE (FLAgellin Rapidly Elicited) genes mostly encode signalling components. We first compared FLARE gene sets and genes induced in different gene-forgene interactions. This analysis revealed a substantial overlap between FLARE genes and genes activated during bacterial and fungal race-specific defence responses. We also compared FLARE gene sets and genes induced in basal interaction upon bacterial treatments and infer that Pseudomonas syringae represses the flagellin-initiated defence response. We further performed a clustering of the FLARE genes and analysed their respective promoters for over-representation of cis-regulatory elements. A cluster of progressively up-regulated genes shared common regulatory motifs within their promoters. In contrast, no over-representation of regulatory motifs were identified within the promoter sets of repressed genes suggesting a potential posttranscriptional regulation of these genes. Accordingly, we found that flg22-induces a plant microRNA that causes degradation of mRNA for TIRl, an F-box auxin receptor. The resulting repression of auxin signalling restricts Pto DC3000 growth, implicating auxin in disease susceptibility, and miRNA-mediated suppression of auxin signalling in disease resistance. We next studied the molecular basis of flg22-induced growth inhibition of Arabidopsis elicited seedlings. We found that DELLA protein growth repressors, which are normally degraded upon gibberellin treatment, are stabilized by flg22 treatment. We also discover that DELLA proteins elevate resistance to A. brassicicola and inhibit basal resistance to Pto DC3000 through modification of the SA-JA/ET signal balance. This implicates GA-signalling in resistance to biotrophs and susceptibility to necrotrophs.
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Haus, Karin. "Charakterisierung eines Flagellin-Genclusters aus Treponema maltophilum." Tönning Lübeck Marburg Der Andere Verl, 2008. http://d-nb.info/991846397/04.
Full text
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Coq, Naïs. "Battement de flagelles artificiels : Dynamique individuelle et collective." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00543252.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur trois problèmes d'hydrodynamique à petite échelle, dans lesquels des structures déformables interagissent avec un fluide visqueux. Ces structures sont des filaments flexibles, inspirés des flagelles biologiques. Dans chaque cas, une étude expérimentale quantitative est associée à un modèle théorique minimal afin de saisir l'essentiel de la physique mise en jeu. Le premier système est un filament élastique macroscopique, entraîné en rotation. Lorsque la fréquence augmente, le filament subit une transition d'un état peu déformé à un profil hélicoïdal. Selon les conditions d'ancrage, cette transition de forme peut être associée à une branche instable dans la relation force/couple. Le second système est constitué de microcils artificiels, obtenus par auto-assemblage de colloïdes superparamagnétiques. Nous avons étudié la dynamique individuelle et collective de ces microcils actionnables. Nous présentons leur fabrication et leur organisation en réseaux de géométrie contrôlée, dans des canaux microfluidiques. Les filaments sont actionnés en précession autour de l'axe vertical. Il existe une inclinaison critique de champ magnétique par rapport à l'axe de précession, au-delà de laquelle la réponse d'un filament à haute fréquence n'est plus synchrone. Cette transition dynamique repose sur un critère géométrique, lié à la nature de l'interaction magnétique dipolaire. Enfin, sous l'effet des interactions hydrodynamiques à longue portée, les trajectoires des extrémités libres d'un réseau de filaments subissent une évolution morphologique inattendue. Un modèle minimal à deux corps apporte une compréhension semi-quantitative de nos résultats expérimentaux.
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Vicente-Suarez, Ildefonso. "Immunomodulatory role of flagellin in antigen-presenting cells." [Tampa, Fla] : University of South Florida, 2007. http://purl.fcla.edu/usf/dc/et/SFE0002201.
Full text
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Benedikz, Elizabeth Kristin. "The effect of bacterial flagellin on virus infection." Thesis, University of Birmingham, 2017. http://etheses.bham.ac.uk//id/eprint/7327/.
Full textAbstract:
Coinfection with bacteria and viruses is an understudied area of microbiology, despite its potential to modulate pathogen abundance and host survival. We investigated the effect of bacteria on virus infection and developed an in vitro system to study the first step: viral internalization. Our studies show that multiple bacterial species promote the entry of a diverse panel of viruses into lung and gut epithelial cells. Bacteria expressing the toll-like receptor (TLR)5 agonist, flagellin, are most efficient at inducing viral uptake and studies using recombinant flagellin or aflagellate bacterial strains confirm that flagellin has pro-viral activity. Flagellin promotes epithelial cells to support virus entry via TLR5-dependent activation of NF-KB. To extend these observations and study the role of flagellin in the complete viral replicative lifecycle, we studied human immunodeficiency virus (HIV)-1 replication in T cells. Flagellin augments HIV-1 entry and promoter activity and increases the production of extracellular virus. The data presented in this thesis highlight a new role for bacterial flagellin to promote diverse virus infection of epithelial barriers and enhance the spread of HIV-1. This has significant implications for understanding how exposure to multiple pathogens can alter susceptibility to infection and its associated pathogenesis.
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Collingridge, Peter. "Metabolism in trypanosomatid flagella." Thesis, University of Oxford, 2009. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.510943.
Full text
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Fougeron, Delphine. "Caractérisation moléculaire et cellulaire de l'activité adjuvante de la flagelline dans la vaccination muqueuse." Thesis, Lille 2, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL2S024/document.
Full textAbstract:
La vaccination est un moyen de prévention très efficace contre les infections. La majorité des vaccins sont administrés par voie sous-cutanée ou intra-musculaire avec des adjuvants et stimulent ainsi des réponses immunitaires adaptatives systémiques. Les muqueuses représentent une porte d’entrée majeure pour de nombreux pathogènes ayant un impact en Santé Publique. Cependant, peu de vaccins sont délivrés par les muqueuses en raison du manque d’adjuvants adaptés à ces voies. Ainsi le développement d'adjuvants muqueux permettrait la stimulation de réponses immunitaires locales et une protection efficace avant la dissémination des pathogènes. Les agonistes des Toll-Like-Receptors (TLR) sont développés comme adjuvants vaccinaux car ils stimulent l’immunité innée et adaptative. Au laboratoire, la flagelline de Salmonella enterica qui est un puissant agoniste de TLR5 est utilisée comme modèle afin de disséquer les mécanismes d’action des adjuvants muqueux. En effet, l'administration intranasale de vaccins adjuvantés par la flagelline se caractérise par une réponse T CD4+ de type Th1/Th2, une réponse en anticorps sécrétoires dans le compartiment respiratoire et une réponse systémique contre les antigènes vaccinaux. Seule l’activation de TLR5 dans le compartiment épithélial est nécessaire à l’activité adjuvante.Dans un premier temps, l'analyse transcriptionnelle du tissu pulmonaire a permis d'identifier une signature épithéliale spécifique du recrutement de cellules immunitaires, en particulier de monocytes et de neutrophiles ainsi que de l'activation fonctionnelle des cellules dendritiques. L'analyse de la dynamique cellulaire au niveau du tractus respiratoire et des ganglions drainants a ensuite été réalisée en réponse à l’administration intranasale de vaccin adjuvanté. Bien que les monocytes inflammatoires et les neutrophiles infiltrent massivement les poumons et capturent les antigènes, ils ne jouent pas de rôle majeur dans l’activation de la réponse immunitaire. Au contraire les cellules dendritiques conventionnelles CD11b+ capturent, migrent et présentent efficacement l’antigène aux lymphocytes T CD4+. A l'instar de l’effet adjuvant, l’activation de ces cellules dendritiques par la flagelline n'est pas directe mais requiert une expression de TLR5 dans les cellules structurales incluant les cellules épithéliales de la muqueuse. De plus, nos travaux suggèrent que les interleukines de la famille IL-1 ne sont pas à l'origine de la transactivation des cellules dendritiques.En conclusion, ce travail de thèse ouvre des perspectives intéressantes quant au développement d’adjuvants muqueuxMany pathogens of public health concern (including the influenza and respiratory syncytial viruses, and bacteria such as Streptococcus pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa) enter the body via the respiratory tract in general and the lung mucosa in particular. Mucosal vaccines induce a local adaptive immune response (i.e. secretory antibodies and specific T cells) and constitute a unique means of directly preventing these infections. Most vaccines are delivered systemically and use systemic adjuvants. Although the few commercially available mucosal vaccines are generally effective, mucosal adjuvant candidates have not demonstrated sufficient levels of potency and safety. TLR signaling is instrumental for the induction of innate immunity and the concomitant ignition of adaptive immune responses. Thus TLR agonists are largely used as vaccine adjuvants. In the lab we use flagellin from Salmonella enterica (a potent TLR5 agonist) as a model to better understand the mode of action of mucosal adjuvants. The intranasal adjuvant effect of flagellin is characterized by an antigen-specific Th1/Th2 cell response, and a strong mucosal and systemic antibody response. However this adaptive immune response mainly depends on TLR5-mediated epithelial signaling.We used molecular profiling to show that cytokine/chemokine and dendritic cell maturation pathways are surrogate signatures for flagellin activation in the lung. Neutrophils and inflammatory monocytes were massively recruited to the lungs but were not essential for the adjuvant activity. In contrast, flagellin signaling did not induce a significant recruitment of conventional dendritic cells but enhanced their maturation and migration to the lymph nodes. In particular, CD11b+ migratory dendritic cells were essential for induction of a CD4+ T-cell response. Importantly, the functional activation of dendritic cells was independent of direct signaling via TLR5, suggesting the role of inflammatory cytokines produced by the activated epithelium. However or data suggest that IL-1 and IL-36 interleukins are not responsible for transactivation of dendritic cell. In conclusion, this thesis project opens up new perspectives for the development of mucosal adjuvants
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Briggs, Laura Joanne. "Flagellar morphogenesis in Trypanosoma brucei." Thesis, University of Oxford, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.427895.
Full text
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Delalez, Nicolas Jacques Serge. "Dynamics of flagellar motor proteins." Thesis, University of Oxford, 2009. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.509919.
Full text
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Sweeney, Marty S. (Marty Suzanne Goldsmith). "Counterbending in a flagellum macromodel." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1721.1/74452.
Full textAbstract:
Thesis (S.B.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 2012.Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 37).
The flagellum is one of the most critical biological compenents in nature; it is a basic feature common to many different types of cells and allows for even the most primitive cells to move around. However, the structure of the flagellum is far from simple. The inner core consists of a 9+2 microtubular structure where nine pairs of microtubules are arranged circumferentially with the last pair running down the center. The interstitial space consists of springy proteins and nexin bridges which radially connect the microtubules. Due to this structural complexity and minuscule size, the physical phenomena that occur within the flagellum itself are not well understood. Furthermore, it has been observed that under beam bending conditions a passive sperm flagellum will exhibit counterbend behavior which cannot be explained by current engineering theories. This study created a macroscopic model of the flagellum which allowed deeper exploration of these phenomena. Analysis of material properties and experiments were used to verify the accuracy of the proposed model.
by Marty S. Sweeney.
S.B.
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Bertiaux, Eloïse. "New insights on Intraflagellar Transport and flagellum length control in Trypanosoma brucei." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS113/document.
Full textAbstract:
Les flagelles sont des organites essentiels chez la plupart des eucaryotes, y compris chez l’Homme. Ils possèdent une structure cylindrique composée de neuf doublets de microtubules appelée axonème qui est conservée au cours de l’évolution. Ils sont construits par un mécanisme appelé Transport IntraFlagellaire (IFT). Malgré des variations de composition et de longueur entre différents types de cils, la longueur des cils d’un type cellulaire donné est étroitement contrôlée. Toute anomalie de la longueur du flagelle ou de la machinerie IFT peut entraîner de graves dysfonctionnements cellulaires, y compris chez l'homme, où elles sont associées à des maladies génétiques appelées ciliopathies. Au cours de ma thèse, nous avons dans un premier temps étudié le rôle et le fonctionnement de l'IFT chez Trypanosoma brucei, un parasite protozoaire flagellé qui est un excellent modèle pour étudier les cils. En utilisant le FIB-SEM, nous avons démontré que les trains IFT n’étaient présents presque exclusivement que sur deux des neuf doublets microtubules de l'axonème. Puis, l'utilisation de la microscopie à haute résolution nous a permis de démontrer dans des cellules vivantes que ces deux voies sont utilisées pour l’IFT dans les deux sens sur chacun de ces doublets. Nous avons ensuite étudié les mécanismes contrôlant la longueur du flagelle et proposé un nouveau modèle appelé «grow and lock» où le flagelle s'allonge avec un taux de croissance constant jusqu'à ce qu'un signal bloque son élongation ou son raccourcissement. Pour finir nous avons étudié l’implication ce modèle durant le cycle parasitaire, lorsque de la construction de flagelles de très longueurs différentesCilia and flagella are essential organelles in most eukaryotes including humans. They share a canonical cylindrical structure composed of nine doublets of microtubules called the axoneme that is conserved during evolution. They are built by an active mechanism termed Intraflagellar Transport or IFT. Despite some variations in composition and length between different types of cilia, the length for a given cell type is tightly controlled. Any defect in flagellum length or IFT machinery can lead to serious cellular dysfunctions, including in humans where it is associated to genetic diseases called ciliopathies. During my thesis, we have first investigated the role and functioning of IFT in Trypanosoma brucei a flagellated protozoan parasite that is a powerful model to investigate cilia. Using Focus Ion Beam-Scanning Electron Microscopy (FIB-SEM), we have demonstrated that IFT trains are present almost exclusively on only two out of nine microtubules doublets of the axoneme. Then, the use of high-resolution microscopy allowed us to observe in live cells that two tracks are actually used for bidirectional IFT trafficking. We have investigated mechanisms controlling flagellum length and propose a new model named “grow and lock” where the flagellum elongates at a constant growth-rate until a signal blocks further elongation or shortening. Finally this and other models have been investigated during the parasite cycle, when trypanosomes construct flagella with very different lengths
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Buisson-Savin, Johanna. "Rôle des cils et flagelles dans la morphogenèse cellulaire." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066241.
Full textAbstract:
Les cils et flagelles sont présents chez de nombreuses cellules eucaryotes. Ils y assurent diverses fonctions comme la mobilité, morphogenèse ou des fonctions sensorielles. Nous avons étudié leur rôle dans la morphogenèse cellulaire chez deux organismes. Chez T. Brucei, nous avons étudié le transport intraflagellaire indispensable à la construction du flagelle. Nous avons déterminé que les particules rétrogrades forment une population homogène tandis que les antérogrades se partagent en deux populations distinctes. Elles subissent des phénomènes de fusion et fission et lorsqu’elles arrivent au bout distal du flagelle, elles sont divisées en 3 et converties en particules rétrogrades. Des analyses de photoblanchiment ont permis de mettre en évidence un échange dynamique des particules entre le flagelle et le corps cellulaire. En modulant la construction du flagelle, nous avons montré que les trypanosomes sont capables de construire un flagelle de novo mais ce dernier n’est pas suffisant à rendre sa morphologie à la cellule. Nous avons par la suite voulu étudier la migration du kinocil qui semble avoir un rôle dans la mise en place de la touffe ciliaire, sa polarisation dépendant du positionnement du kinocil qui migre du centre de la surface cellulaire à la périphérie. Nous nous sommes concentrés sur les mouvements des centrioles pendant cet événement et avons pu déterminer qu’ils peuvent être définis comme Brownien contraints. Les cils et flagelles apparaissent essentiels dans des processus morphologiques évolutifs distincts. Résoudre les mécanismes moléculaires de leur dynamique aiderait à comprendre leur rôle dans le développement comme dans les situations pathologiques
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Bittante, Alessandra. "Molecular basis of NAIP/NLRC4 inflammasome activation by flagellin." Thesis, University of Cambridge, 2018. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/275741.
Full textAbstract:
The overall aim of this project was to determine the molecular mechanisms by which the flagellin gene from Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) activates the NAIP/NLRC4 inflammasome and its contribution to the host protective immune response against salmonellosis. Inflammasomes are multi-protein complexes formed in response to the activation of pattern recognition receptors (PRRs). The NOD-like receptor (NLR)-family of inflammasome complexes are formed from the cytosolic NLR receptors, ASC adaptor and caspase-1 in response to pathogen- associated molecules or danger-associated signals. The NAIP/NLRC4 inflammasome is activated by the S. enterica flagellar filament protein (FliC), the SPI-1 type III secretion system needle (PrgI) and inner rod proteins (PrgJ). Recognition of these bacterial ligands by the NAIP receptors allows oligomerisation with NLRC4 and subsequent recruitment of caspase-1. Caspase-1 mediates pyroptosis, while recruitment of ASC is also required for cleavage of pro-IL-1β and pro-IL-18 to their active forms by caspase-1. Differential recognition of the flagellar filament proteins (flagellin) by the NAIP/NLRC4 inflammasome forms an important part of my thesis. Here, I have looked at the molecular mechanisms and immunological consequences of the differential recognition of flagellin by the NAIP/NLRC4 inflammasome using S. Typhimurium SL1344 and the non-pathogenic E. coli strain K12-MG1655. An important part of my work was to try and determine which regions of fliC are required for NAIP/NLRC4 inflammasome activation and whether they can be mutated while preserving motility. To do this a panel of ten strains expressing chimeric fliC genes were created and characterised in macrophage infection experiments and bacterial motility assays. My results confirm the C-terminus of FliC is critical for both inflammasome activation and motility in agreement with published reports. To further investigate this differential recognition by the NAIP/NLRC4 inflammasome I modified S. Typhimurium strain of moderate virulence (M525P) to express flagellin from E. coli K12-MG1655. This strain (M525PΔfliC::fliCK12-MG1655CmR) retained motility and both in vitro and in vivo characterisation was carried out in macrophages and using a murine model of sublethal salmonellosis respectively. Activation of the NAIP/NLRC4 inflammasome was impaired in murine macrophages infected with M525PΔfliC::fliCK12-MG1655CmR when compared to those infected with M525P. Mice infected with M525PΔfliC::fliCK12-MG1655CmR had increased liver and spleen bacterial burdens compared to those infected with M525P, indicating that optimal NAIP/NLRC4 inflammasome activation is key for efficient control of microbial spread in vivo. The role of NAIP receptors in inflammasome formation was further investigated with the use of CRISPR/Cas9 to generate mutant murine macrophage cell lines. To investigate the consequence of gene deletions cell lines were designed to lack NAIP 1, 2, 5 and 6, while others were designed to express tagged NAIP proteins to elucidate the cellular localisation of the NAIP proteins during inflammasome formation by microscopy. Characterisation of these cell lines is ongoing, with extensive optimisation of the CRISPR/Cas9 technique undertaken during this study.
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Malandrin, Laurence. "Les protéines de surface de pseudomonas syringae (sensu lato) : description, variabilité et application taxonomique." Angers, 1995. http://www.theses.fr/1995ANGE0015.
Full textAbstract:
Pseudomonas syringae est une bactérie phytopathogène qui provoque des dégâts de gravité variable sur une large gamme d'hôtes. Les 57 pathovars qui la subdivisent viennent d'être redistribués en cinq espèces génomiques qu'aucun critère phénotypique ne permet de caractériser. Nous avons étudié les protéines de surface présentes chez ces bactéries et tente d'évaluer leur potentiel taxonomique. Deux sérotypes flagellaires, h1 et h2, identifiables en immunofluorescence et en immunotransfert, sont distingués pour les souches de p. Syringae. H1 et h2 montrent une distribution remarquablement homogène dans les cinq espèces génomiques. Certaines souches de p. Viridiflava et p. Cichorii, appartiennent également à ces deux sérotypes. L'analyse des poids moléculaires des flagellines souligne l'homogénéité des pseudomonas (30 à 35 kda), sauf pour le groupe des p. Fluorescens/putida. L'analyse en sds-page des profils des protéines de l'enveloppe, extraites dans une solution de lic1 a 48c, a permis de mettre en évidence deux protéines, de 60 à 65 kda, chez les souches du pathovar pisi (bactérie pathogène du pois). Elles ne sont pas détectées chez les souches du pathovar syringae (bactérie saprophyte présente sur le pois). Des anticorps polyclonaux et monoclonaux sont produits contre ces deux protéines. Elles ne semblent pas situées au niveau de la membrane externe mais leur localisation exacte reste incertaine. Un protocole d'identification rapide des pseudomonas du pois utilisant ces deux protéines est proposé. L'analyse en sds-page des profils électrophorétiques des protéines de la membrane externe extraites par solubilisation de la membrane interne à l'aide de sarcosyl, révèle l'intérêt de cette méthode pour la taxonomie : similitude des profils de certaines espèces génomiques et discrimination de certains pathovars. En fonction de la présence de certaines protéines dans des conditions particulières de culture, et par comparaison avec les protéines de la membrane externe de p. Aeruginosa, quelques hypothèses sur leur rôle possible sont proposées.
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Eguether, Thibaut. "Caractérisation fonctionnelle de l'interaction entre la protéine centrosomienne CAP350 et le suppresseur de tumeur CYLD." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066610.
Full textAbstract:
La cylindromatose familiale est une pathologie qui prédispose les patients à développer des tumeurs de la peau appelées cylindromes. Ces patients portent une mutation du gène cyld qui mène au développement de cylindromes, montrant ainsi la fonction de suppresseur de tumeur de CYLD. CYLD contient un domaine catalytique qui hydrolyse les chaînes d’ubiquitines liées par les Lysines en position 63. Des études ont également montré que le domaine catalytique confère à CYLD un rôle de régulateur négatif des voies NF-kB, Jun Kinase (JNK) et Wnt. Cependant, la fonction exacte de CYLD dans le développement des cylindromes reste encore inconnue. Afin de mieux comprendre la fonction de CYLD, différents modèles murins ont été générés. Des souris présentant une délétion partielle du domaine ubiquitine hydrolase ont été conçues. Contrairement au phénotype léger observé chez les souris n’exprimant pas la protéine, ces souris CYLDdel932 qui expriment CYLD présentent un phénotype drastique puisque les souris homozygotes meurent à la naissance d’un problème respiratoire. Lors d’expériences d’immunoprécipitations suivies de spectroscopie de masse, CYLD a été trouvé comme interagissant avec la protéine du centrosome CAP350. Durant ce travail de thèse, nous avons confirmé l’interaction endogène de ces deux protéines et nous avons montré que CYLD est présente au centrosome dans les cellules RPE1. De plus, dans des cellules multiciliées, CYLD est également présente à l'extrémité des cils. Au final, différentes expériences sur les tissus et cellules de ces souris nous ont permis de mettre en évidence un rôle de CYLD dans la régulation de la ciliogenèseCylindromatosis is a pathology that gives rise to skin tumors called cylindromas. Patients carry a mutation in the CYLD gene leading to the development of cylidromas. Thus CYLD is a tumor suppressor. CYLD sequence contains a catalytic domain which hydrolases K63-linked ubiquitins. Several studies showed that this domain gives CYLD the ability to regulate NF-kB, Jun Kinase (JNK) and Wnt signalling pathways. However, CYLD functions in cylindroma development is still poorely understood. To better understand this function, various murine models were created. Mice carrying a partial deletion of the catalytic domain of CYLD (CYLD del 932) die at birth from respiratory failure unlike CYLD KO mice. In immunoprecipitation experiments followed by mass spectroscopy, CYLD was found in interaction with CAP350, a centrosomal protein. During this work, we confirmed this interaction in several types of cells at endogenous level. We also showed that CYLD is localised at the centrosome and at the tip of motile cilia axoneme. Eventually, in experiments with CYLDdel932 mice tissue, we were able to show that CYLD is a regulator of ciliogenesis
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Hayashi, Fumitaka. "The characterization of TLR5 /." Thesis, Connect to this title online; UW restricted, 2001. http://hdl.handle.net/1773/8330.
Full text
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Saxl, Tania E. "Electrorotation of the bacterial flagellar motor." Thesis, University of Oxford, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.491971.
Full textAbstract:
Knowledge of the relationship between the torque generated by the bacterial flagellar motor of Escherichia coli and its rotation rate provides a valuable insight into the mechanism of the motor's function. A method was devised to measure this characteristic in the high-speed, low-load regime, so that the effect of stator number could be investigated. This i~volved the electrorotation of a polarisable particle, attached to the bacterial filament, as a handle to rotate the motor. I designed and built an upright laser position detector and fabricated an electrode flow cell and optically asymmetric, polarisable particles. The particles allow a high resolution to be achieved, so that stator numbers can be distinguished. The flow cell enables positioning of the bacterium with respect to the electrodes and exchange of the medium during the experiment. Using the novel flow cell, previous torque speed measurements for the flagellar motor of E. coli, made by rotating the cell body about its tether point, were confirmed. The method was extended to measure the torque speed curve for the polarisable particle attached to the filament. I was then able to determine a torque speed curve for varying stator numbers. Results indicate that the zero-torque speed decreases for decreasing stator numbers, contrary to previous assumptions.