La soutenance de thèse de Morgane Roger-Margueritat (équipe TREE) aura lieu mercredi 3 décembre 2025 à 14h et portera sur le thème : 

« Etude fonctionnelle et évolutive des voies de biosynthèse des quinones isoprénoïdes: des espèces bactériennes aux communautés »

« Functional and evolutionary study of isoprenoid quinone biosynthesis pathways: from bacterial species to communities »

Lieu : Salle des Thèses du bâtiment Boucherle, 5 Chemin Duhamel, Facultés de Médecine et Pharmacie, Site Santé, 38700 La Tronche

La soutenance aura lieu également sur zoom (lien à venir).

Composition du jury :

• Axel MAGALON, Directeur de recherche au LCB, Rapporteur
• Céline BROCHIER-ARMANET, Professeure des universités à l'Université Claude Bernard Lyon 1, Rapporteure
• Arnaud FOULQUIER, Maître de conférence à l'Université Grenoble Alpes, Examinateur
• Marie-Thérèse GIUDICI-ORTICONI, Directrice de recherche au BIP, Examinatrice
• Valérie DE CRECY-LAGARD, Professeure à l'Université de Floride, Examinatrice
• Fabien PIERREL, Directeur de recherche, laboratoire TIMC Grenoble, Co-directeur de thèse
• Sophie ABBY, Chargée de recherche, laboratoire TIMC Grenoble , Co-directrice de thèse

 Résumé en français :

Les quinones isoprénoïdes sont des molécules hydrophobes impliquées dans l’échange d’électrons et de protons au sein des chaînes de transfert d’électrons, participant à la production d’énergie dans les cellules. Quantifier les quinones d’une communauté microbienne permet ainsi d’établir son profil métabolique et d’estimer sa composition. Une partie de cette thèse a donc visé à développer une nouvelle méthode en HPLC-MS/MS, permettant l’analyse semi-quantitative de l’ensemble des quinones d’un échantillon donné.

Les quinones sont composées d’un noyau leur conférant des propriétés d’oxydo-réduction ainsi que d’une chaîne isoprényle de longueur variable facilitant l’insertion dans les membranes des organismes. Elles sont synthétisées via des voies de biosynthèse soit une succession d’étapes catalysées par différentes enzymes. La suite de cette thèse portait sur l’étude des voies de biosynthèse de quinones, par des approches expérimentales et bio-informatiques, à l’échelle de l’espèce ou de la communauté bactérienne.

Ainsi, une enzyme dans la voie de biosynthèse de la plastoquinone, quinone impliquée dans la photosynthèse chez les cyanobactéries, a été caractérisée. Cette étude a aussi permis d’étudier la distribution de cette enzyme chez les cyanobactéries et d’investiguer son origine évolutive. De plus, l’étude d’une communauté microbienne, le microbiote intestinal, a permis de montrer la possibilité de synthétiser les quinones sans disposer de toute la voie de biosynthèse mais par le biais d’échanges. Précisément, la présence de seulement la fin de la voie chez de nombreuses bactéries permet de pouvoir utiliser un intermédiaire hydrosoluble, provenant d’une autre bactérie ou de l’hôte, pour synthétiser la quinone hydrophobe. L’étude de l’histoire évolutive des voies de biosynthèse partielles a ensuite permis de découvrir un panel de stratégies pour acquérir ces voies chez les bactéries du microbiote, soulignant l’importance de ce phénomène dans la communauté.

 Résumé en anglais :

Isoprenoid quinones are hydrophobic molecules that shuttle electrons within electron transport chains and participate in energy production in cells. Therefore, quantifying the quinones of a microbial community makes it possible to establish its metabolic profile and estimate its composition. A part of this thesis therefore aimed to develop a new HPLC-MS/MS method to perform semi-quantitative analyses of quinones in a given sample.

Quinones consist of a ring giving redox properties, as well as an isoprenyl chain of variable length that facilitates their insertion into organism membranes. They are synthesized via biosynthesis pathways, a series of steps catalyzed by different enzymes. The remainder of this thesis focused on studying quinone biosynthesis pathways, using experimental and bioinformatic approaches, at the species or bacterial community level. By this way, an enzyme in the plastoquinone biosynthesis pathway, which is involved in photosynthesis in cyanobacteria, has been characterized. This work also studied the distribution of this enzyme in cyanobacteria as well as its evolutionary origin.

Additionally, studying a microbial community, the gut microbiota, revealed that quinones can be synthesized without the complete biosynthesis pathway via exchanges. Specifically, the presence of only the final steps of the pathway in many bacteria enables the use of a hydrosoluble intermediate originating from another bacteria or from the host to synthesize quinones. The evolutionary history of these partial biosynthesis pathways has subsequently led to the discovery of various strategies for acquiring them in gut bacteria, highlighting the importance of this phenomenon in the community.