Mécanisme de la ségrégation mitotique des réplicons bactériens – Micromitose

Ce projet vise à mieux appréhender le mécanisme de la mitose bactérienne, aussi appelée partition, en utilisant deux modèles expérimentaux : d'une part le système SopABC du plasmide F d' E. coli, qui comprend l'ATPase SopA, la protéine de liaison au centromère SopB, et le centromère sopC, et d'autre part les systèmes ParABS, analogues respectifs de SopABC, de la bactérie multi-chromosomique Burkholderia cenocepacia. Le projet aborde trois aspects principaux : la structure et le fonctionnement du complexe de partition SopB-sopC, le comportement dynamique de la protéine SopA, et la partition des chromosomes dans l'environnement complexe d'un génome multi-chromosomique. - Aucun rapport à ce jour ne fait état de la structure complète d'une quelconque protéine de la famille ParB. En collaboration avec le groupe de F Dyda (NIH), nous sommes en train de déterminer la structure du complexe SopB-sopC. Nous voulons comprendre le fonctionnement de SopB par l'étude de protéines mutantes seules, ou en co-cristaux avec SopA et l'ADN. On pense que les complexes de partition fonctionnent en appariant les plasmides sur lesquels ils se sont formés, mais aucune donnée expérimentale n'accrédite directement ce modèle. Nous utiliserons un test d'infection par phage unique, non réplicatif et porteur de sopC, afin de déterminer si plus d'un complexe de partition est requis pour stimuler SopA et le déplacement d'ADN. De nouveaux essais seront développés in vivo et in vitro pour faciliter la détection de l'appariement des complexes de partition. - Les protéines de la famille ParA s'agrègent et oscillent autour de la surface du nucléoïde. Le mécanisme moléculaire de l'oscillation n'est pas élucidé, de même que la relation entre l'oscillation et la partition, et l'influence du nucléoïde sur cette activité. Certains de nos résultats suggèrent que les concentrations locales de SopB et d'ADN influencent la capacité à polymériser de SopA. Nous allons tester ce modèle en utilisant plusieurs approches de génétique moléculaire, de microscopie électronique et de biochimie. Nous allons aussi tester l'influence du nucléoïde sur l'activité dynamique de SopA et le positionnement des plasmides, en utilisant une nouvelle méthode pour perturber la structure du nucléoïde. - Contrairement au système de partition plasmidique SopABC, le rôle des systèmes ParABS dans la partition des chromosomes n'est pas clair, et semble en relation fonctionnelle avec d'autres composants cellulaires. Les systèmes ParABS pourraient être particulièrement importants chez des bactéries multi-chromosomiques où plusieurs gros réplicons doivent ségréger de manière ordonnée. Nous avons montré, dans un système transposé chez E. coli, que des séquences spécifiques de chacun des trois chromosomes de B. cenocepacia sont des centromères parS assurant un fonctionnement spécifique aux protéines ParAB de B. cenocepacia. Nous allons maintenant clarifier le rôle et la spécificité des systèmes ParABS directement chez B. cenocepacia, en mutant les loci parABS et en analysant les problèmes consécutifs de perte et de mauvaise localisation des chromosomes par la technique de FISH (fluorescence in situ hybridisation). D'autre part certains de nos résultats préliminaires, suggèrent que les systèmes ParABS de B. cenocepacia s'autorégulent par des mécanismes nouveaux. Nous allons poursuivre et développer l'étude de cette autorégulation, de même que l'étude des interactions et d'une possible co-ordination entre les différents systèmes ParBS de B. cenocepacia. - Nous espérons approfondir nos connaissances des mécanismes moléculaires qui assurent la partition des réplicons bactériens, et clarifier le rôle des systèmes ParABS dans la partition des chromosomes. -