Reprogrammation de l'expression génique dans la nouvelle cellule hôte lors de la conjugaison bactérienne par la protéine plasmidique YfjB – GRAB

La conjugaison bactérienne est un mécanisme de transfert horizontal de gène responsable de la dissémination intra- et inter-espèces de propriétés métaboliques diverses et de 80% des résistances acquises chez les bactéries. En raison de son importance fondamentale et clinique, la conjugaison a été largement étudiée et nous avons maintenant une compréhension détaillée des événements moléculaires qui se produisent dans la cellule donneuse avant le transfert. Cependant, malgré des décennies d’étude, nous ne savons toujours pas quel est l'impact de l'entrée du plasmide dans la nouvelle cellule hôte ou comment les facteurs codés par le plasmide facilitent l'établissement du plasmide et le développement des fonctions biologiques associées. Répondre à ces questions est essentiel pour comprendre comment une bactérie qui reçoit de l'ADN exogène par conjugaison devient virulente, ou résistante aux métaux lourds ou aux antimicrobiens, et aussi capable de disséminer ces fonctions dans la communauté bactérienne.
Le consortium a identifié un nouveau facteur codé par plasmide, la protéine YjfB, qui reprogramme l'expression des gènes dans la nouvelle cellule hôte. Nous avons montré que YfjB est produit immédiatement après l'entrée du plasmide et forme des foyers intenses et dynamiques associés à l'ADN chromosomique in vivo. YfjB contient quatre domaines modulaires, les domaines I et II sont homologues aux protéines de la famille ParB, les domaines III et IV ne présentent aucune ressemblance avec des protéines connues. L'analyse biochimique in vitro a montré que YfjB se lie à l'ADN double-brin et forme des dimères en solution. Les données de CryoEM ont révélé que les dimères de YfjB sont formés par un "dôme" constitué d'un dimère du domaine IV et de deux "jambes" saillantes et flexibles adoptant diverses conformations.
Le programme de recherche GRAB caractérisera la structure moléculaire et la fonction biologique de YfjB en utilisant une stratégie expérimentale multidisciplinaire originale et simple qui combine la génétique, la microscopie en cellules vivantes et des approches biochimiques et structurales. Les concepts de base du projet GRAB sont uniques à notre consortium. Les points forts spécifiques de la proposition sont (i) L'originalité et la nouveauté du sujet ; (ii) Une hypothèse de travail claire qui s'appuie sur des données préliminaires solides obtenues au sein du consortium ; (iii) Une forte complémentarité entre les deux équipes à la pointe de la recherche en microbiologie ; (iv) Une approche interdisciplinaire et un plan expérimental rationnel et direct ; (v) La disponibilité des outils et équipements expérimentaux nécessaires.
Les résultats attendus permettront de mieux comprendre les mécanismes par lesquels une bactérie qui reçoit de l'ADN exogène développe de nouvelles fonction biologiques, telles que la résistante aux antimicrobiens. Par ailleurs, ce projet élargira nos connaissances sur les protéines de la famille ParB largement répandues et sur leur diversité de fonctions chez les bactéries. Ce projet s'inscrit dans la priorité Axe C.3 de l'appel ANR (CES12) et dans les recommandations de recherche de l'OMS.