L'interaction de la topologie de l'ADN et de la transcription – TOPORNAP

La transcription de l'ADN en ARN, première étape de l'expression de l'information génétique, nécessite une régulation très étroite. Par conséquent, tout défaut dans cette régulation peut entraîner des conséquences physiologiques menant à de graves pathologies. En outre, les enzymes clés impliquées dans la transcription sont des cibles médicamenteuses majeures. Le mécanisme de transcription introduit des surenroulements dans l'ADN mais peut aussi être affecté par ces surenroulements, alors que ces interactions fonctionnelles ne sont que peu caractérisées. Ce projet vise à combler cette lacune et à étudier comment la topologie de l'ADN régule et affecte la transcription.
Notre premier objectif est d'utiliser des méthodes biochimiques et de mesurer systématiquement comment la topologie de l'ADN affecte et module l'élongation, la pause et la terminaison de la transcription. Dans notre deuxième objectif, nous utiliserons la cryo-EM en particules isolées pour étudier l'architecture et les déterminants moléculaires de l'ADN topoisomérase couplée à un complexe d’élongation de l’ARN polymérase (RNAP) sur des matrices d'ADN linéaires ou surenroulées. De plus, nous utiliserons la cryo-EM pour étudier comment le surenroulement affecte la RNAP en transcription active ou en pause. Dans notre troisième objectif, nous utiliserons la microscopie de fluorescence à molécule unique et des tests rapporteurs in vivo pour étudier l'impact physiologique du couplage entre la RNAP et l'ADN topoisomérase I. La combinaison d'approches biochimiques, structurales à haute résolution et cellulaires fournira des informations détaillées sur un phénomène important mais mal caractérisé. En outre, elle nous permettra d'élucider ce mécanisme de couplage moléculaire essentiel, qui régule l'homéostasie du génome bactérien.