Analyse fonctionnelle de la voie d'entrée de l'ADN dans la membrane pour la transformation naturelle des bactéries enrichie par les technologies d’apprentissage profond. – DeepTransfo

Le transfert horizontal de gènes par transformation naturelle (TN) est une voie majeure pour l’évolution des bactéries. Chez beaucoup d’espèces pathogènes, la TN constitue le mécanisme principal pour la propagation des résistances aux antibiotiques et des facteurs de virulence. Malgré ça, plusieurs des acteurs et des mécanismes sous-jacents impliqués dans la TN sont encore inconnus. Le processus de TN peut être décomposé en cinq étapes : capture (i) de l’ADN transformant (ADNt) double-brin par des complexes macromoléculaires à la surface de la bactérie pour leur livraison (uptake)(ii) dans l’espace périplasmique ou de la paroi ; le transport (iii) de l’ADNt vers le cytosol est médié par la protéine polytopique ComEC avec des protéines cytoplasmiques qui fournissent l’énergie pour son internalisation (iv) et le lien avec l’étape de recombinaison (v) qui permet son intégration dans le chromosome bactérien. Alors que les protéines impliquées peuvent varier entre les espèces, les processus de base de la TN sont très conservés. Une limitation majeure pour l’étude des étapes de « uptake », transport et internalisation est le manque d’information structurale et biochimique sur les protéines impliquées, en particulier la protéine membranaire ComEC. Pour franchir cet obstacle, nous proposons développer avec des approches d’apprentissage profond des modèles pour ComEC et les protéines qui la connectent avec les machineries de « uptake » et recombinaison. Ces modèles guideront des expériences biochimiques, protéomiques et in vivo (génétique, microscopie de fluorescence) chez deux pathogènes humains distants, Helicobacter pylori et Streptococcus pneumoniae. Les allers et retours entre les prédictions par apprentissage profond du Partenaire 3 et les expériences menées par les Partenaires 1 et 2, spécialistes dans la transformation naturelle chez H. pylori et S. pneumoniae, respectivement, permettront de dévoiler les mécanismes moléculaires médiant la transformation naturelle.