Appariement et ségrégation des chromosomes bactériens – SISTERS

La ségrégation des chromosomes est un processus fondamental mais mal compris du cycle cellulaire qui permet aux cellules de transmettre le matériel génétique à leur progéniture. Dans tous les organismes, elle est étroitement régulée et précise pour éviter la perte d'information génétique (aneuploïdie, cassures chromosomiques). Malgré une apparente diversité, en particulier dans le monde bactérien, la ségrégation des chromosomes répond à des règles communes. Dans ce projet, nous utiliserons le modèle E. coli pour étudier les mécanismes qui sous-tendent l'une de ces règles chez les bactéries : l'appariement des chromatides sœurs nouvellement répliquées et le relâchement contrôlé de cet appariement. Nous nous appuierons sur nos observations récentes suggérant que l'appariement des chromatides soeurs implique l'établissement d'une chromatine spécifique, une dynamique particulière des loci appariés et de leurs voisins ségrégés, et des restructuration transitoire du chromosome entier. L'hypothèse de travail est que ces caractéristiques reflètent la dynamique des liaisons entre chromatides sœurs, principalement des liaisons topologiques appelées précaténats et caténats qui entremêlent les chromatides sœurs, et les mécanismes responsables de leur libération. Sur la base de ces résultats, nous caractériserons les mécanismes d'appariement et de ségrégation (WP1), le fonctionnement de la région terminale du chromosome en tant que 'hub' dédié au contrôle de la décaténation (WP2) et nous développerons des modèles in silico permettant une interprétation quantitative des données expérimentales (WP3). Techniquement, SISTERS propose de développer des expériences complémentaires pour caractériser l'état apparié, dont le suivi des loci chromosomiques et la dynamique des chromatides sœurs par microscopie à fluorescence ainsi que des études génomiques et la caractérisation physique des chromatides caténées. SISTERS s'appuie également sur le développement de nouveaux modèles de physique des polymères adaptés à l'étude des molécules entrelacées. Ce dialogue entre modélisation et expérimentation nous permettra d'évaluer la pertinence de nos hypothèses de travail et d'alimenter de nouvelles voies de recherche. SISTERS permettra ainsi d'établir les bases mécanistiques du contrôle de l'appariement des chromatides sœurs et ouvrira la voie à la compréhension de l'intégration de ce processus dans le cycle cellulaire bactérien.