A la recherche des systèmes de biogénèse des centres Fe-S ancestraux – First-FeS

Les clusters fer-soufre (Fe-S) sont des cofacteurs protéiques anciens et ubiquitaires essentiels à la vie. Il est admis-que les Fe-S se sont spontanément assemblés dans l'environnement anaérobie primitif de la Terre, riche en fer et en soufre et que l'augmentation ultérieure des niveaux d'oxygène dans l’atmosphère (après la photosynthèse oxygénique) a entraîné des conditions défavorables. Les systèmes de biogénèse des centres Fe-S, ISC, SUF et NIF, seraient alors apparus. Récemment, nous avons remis en question ce paradigme en découvrant deux systèmes supplémentaires -SMS et MIS- Nous avons proposé que SMS et MIS étaient les ancêtres de ISC, NIF et SUF et étaient apparus avant l’augmentation des niveaux d’oxygène. L'objectif principal de ce projet est de caractériser complètement les systèmes SMS et MIS en appliquant une combinaison synergique d 'approches in silico et expérimentales. Notre reconstituerons les systèmes SMS et MIS d'Arches dans E. coli afin de déterminer s'ils sont autonomes ou s'ils nécessitent des facteurs auxiliaires. Nous étudierons ensuite SMS et MIS chez des archées méthanogènes anaérobies choisies en fonction de leur contenu en système de biogénèse de Fe-S et de leur possibilité d’être étudier par une approche génétique. Les systèmes MIS et SMS seront analysés à l'aide d'approches transcriptomiques, d'interactions protéine-protéine, de tests enzymatiques et par génétique. Nous combinerons ensuite les approches bioinformatique et expérimentale afin d'identifier des composants contribuant à l’activité des systèmes SMS et MIS, avec une attention particulière pour la source de soufre. Enfin, les systèmes SMS et MIS et leurs facteurs accessoires putatifs seront soumis à une analyse biochimique et biophysique approfondie. En réunissant des spécialistes de la biologie du Fe-S, de la physiologie et de l'évolution des archées, ce projet ouvrira des voies de recherche sur l'évolution de la vie, l'adaptation microbienne au stress et la biologie redox.