Caractérisation fonctionnelle et structurale de métalloprotéines conservées de fonction inconnue issues d’anaérobes: implication dans le contrôle de la division cellulaire – ORPANADIV

Les microorganismes qui se divisent par scissiparité doivent positionner l’axe de division de manière à répartir équitablement les constituants cellulaires dans les cellules filles. Chez la plupart des bactéries, l’axe de division est défini par l’anneau Z composé de polymères de la protéine FtsZ. Chez les microorganismes aérobies la polymérisation de FtsZ est contrôlée dans le temps et dans l’espace par des facteurs de régulations. Le plus connu d’entre eux est le système MinCD(E/J) qui permet la division cellulaire au centre de la cellule et empêche la division au niveau d’autres sites potentiels
L’analyse de la séquence du génome de Desulfovibrio vulgaris Hildenborough (DvH) met en évidence la présence de FtsZ mais l'absence du système de contrôle Min. Nous avons récemment caractérisé, chez cet organisme, un complexe multiprotéique, le complexe ORP, constitué de protéines de fonction inconnue, et dont les études préliminaires donnent à penser qu’il pourrait jouer un rôle dans le contrôle de la division cellulaire, probablement en interagissant avec FtsZ. Ce complexe est composé de 5 protéines (DVU, 2103, 2104, 2105, 2108 et 2109) pouvant fixer des centres métalliques. L’analyse génomique que nous avons réalisée révèle que la plupart des Deltaproteobacteries anaérobies est dépourvue du système Min mais est dotée de protéines homologues aux métalloprotéines composant le complexe ORP. Ce complexe ORP constituerait donc un nouveau système de régulation contrôlant la division cellulaire chez les organismes anaérobies.
Alors que les mécanismes de contrôle de la division cellulaire sont bien documentés chez les organismes aérobies, peu d’études ont été réalisées sur les organismes anaérobies. Cette absence d’information peut s’expliquer par la difficulté de croissance des organismes anaérobies et l’absence d’outils disponibles dédiés aux organismes anaérobies pour l’étude de la division cellulaire (microscopie en conditions anaérobies, marqueurs fluorescents en absence d’oxygène…).
Le but de ce projet est d’obtenir une caractérisation structurale et fonctionnelle des protéines composant le complexe ORP de DvH. Ce projet s'articulera autour de deux axes :
1> la caractérisation structurale de certaines des protéines de ce complexe ainsi que du régulateur transcriptionnel, DVU2106. Le profil d’interaction entre les différents partenaires composant le complexe sera également analysé en détail. Cette partie bénéficie de l'expertise du partenaire portugais dans l’étude des relations structure/fonction de protéines à centres métalliques.
2> la détermination de l'organisation spatio-temporelle et la fonction physiologique des protéines du complexe ORP. Pour cette étude, des outils de microscopie et de manipulations génétiques dédiés aux organismes anaérobies qui sont en voie de perfectionnement dans le laboratoire, seront utilisés. Cette partie du projet sera effectuée par le partenaire français reconnu pour son expérience dans les analyses génétiques et physiologiques des espèces du genre Desulfovibrio.
La réalisation de ce projet permettra la mise en évidence d’un nouveau système impliqué dans la régulation de la division cellulaire chez les organismes anaérobies et offrira également de nouveaux outils nécessaires à l’étude des mécanismes moléculaires des organismes vivants anaérobes.