Comprendre et mobiliser les systèmes de signalisation bactériens à composant unique. – Receptackle

Les bactéries détectent et répondent à de nombreuses signaux chimiques et physiques pour survivre et se reproduire. La transduction des signaux chez les procaryotes est dominée par les systèmes à composant unique, où le domaine de détection est directement fusionné au domaine de liaison à l'ADN, une solution simple et efficace pour convertir les signaux en une activité transcriptionnelle. La plupart des systèmes à composant unique sont cytoplasmiques et ne répondent qu'aux molecules pénétrant dans la cellule. Les systèmes a composant uniques transmembranaires, en revanche, sont des ponts polyvalents et efficaces entre les environnements extra et intracellulaires. Malgré leur abondance et leur rôle central dans la signalisation bactérienne et la pathogénicité, les mécanismes de régulation, la structure et la dynamique des systèmes à composant unique liés à la membrane restent largement inexplorés.

Le but de ce projet est de décrypter les mécanismes contrôlant la transmission des signaux dans les systèmes à composant unique liés à la membrane. Nous appliquerons ensuite ces connaissances pour améliorer l'ingénierie de récepteurs modulaires ayant de larges applications en biodétection. Nous combinerons notre expertise en biologie synthétique, en biologie structurale et en biophysique pour reconstruire systématiquement des voies de signalisation non natives dans un hôte de substitution, la bactérie Escherichia coli et décrypter leurs relations structure-fonction. Comme système modèle, nous utiliserons une plateforme de récepteurs synthétiques dérivée du système à composant unique CadC récemment conçue par notre groupe pour activer la transcription en réponse à la caféine. Ce travail fera progresser notre compréhension générale des systèmes à composant unique et fournira des principes de conception pour l'ingénierie de récepteurs bactériens programmables polyvalents nécessaires pour de nombreuses applications (diagnostic, bioproduction et biothérapies).