Élucidation des Interactions moléculaires contrôlant la recombinaison Xer – ELIXER

Le projet ELIXER vise à élucider les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le système de recombinaison spécifique du site Xer chez les bactéries. La recombinaison Xer est un processus critique qui résout les dimères chromosomiques formés lors de la recombinaison homologue, assurant ainsi une ségrégation fidèle des chromosomes bactériens. En outre, le système Xer assure l'intégration de nombreux éléments mobiles dans le génome de leur hôte. À l'exception de quelques espèces, le système Xer est composé de deux recombinases à tyrosine, XerC et XerD, qui sont contrôlées par des activateurs spécifiques à chaque espèce. XerC et XerD peuvent effectuer la recombinaison par deux voies, selon que la réaction est initiée par XerD ou XerC. La voie « XerD-first » est la voie canonique suivie pour la résolution des dimères chromosomiques. La voie alternative « XerC-first » est la voie utilisée par la plupart des éléments mobiles. Le projet se concentre sur le système Xer de Vibrio cholerae, dans lequel la voie canonique XerD-first est exploitée par un phage impliqué dans l'évolution vers la pathogénicité et la voie alternative XerC-first est exploitée par un phage qui porte les gènes de la toxine cholérique. Cette dualité en fait un modèle idéal pour étudier la dynamique et la régulation de l'échange de brins médié par la tyrosine recombinase (YR).
Le consortium ELIXER rassemble trois partenaires complémentaires ayant une forte expertise en recombinaison, en biologie structurale et un accès à des infrastructures majeures. Le partenaire 1 (I2BC) dirige le projet et se concentre sur les essais in vivo et in vitro ; le partenaire 2 (I2BC) apporte son expertise en biologie structurale et biochimie. Le partenaire 3 (Synchrotron-Soleil) apporte une expertise avancée dans l'acquisition et l'analyse des données de Cryo-EM et de cristallographie.
Le projet est structuré en deux lots de travail principaux. Le lot 1 se concentre sur la caractérisation structurelle des complexes XerCD-DNA, tandis que le lot 2 s'intéresse à la validation biochimique et génétique des interactions protéine-ADN et protéine-protéine déduites des données structurelles. De nouvelles stratégies d'assemblage de complexes de recombinaison asymétriques utilisant des protéines de flexion de l'ADN (par exemple, IHF) ou des domaines de dimérisation inductibles par des produits chimiques seront utilisées pour isoler des intermédiaires structurellement informatifs. Des approches de séquençage profond et de mutagenèse seront utilisées pour disséquer les déterminants de séquence de la liaison et de l'activité de la recombinase, ainsi que pour sonder les mécanismes d'activation spécifiques à l'espèce.
En résolvant les états conformationnels du cycle de recombinaison XerCD, ELIXER répondra à des questions de longue date concernant la régulation de l'ordre de recombinaison, le rôle des facteurs accessoires et la base structurelle de la spécificité d’espèce de ces facteurs. Ces connaissances permettront non seulement de faire progresser notre compréhension fondamentale de la recombinaison médiée par YR, mais aussi d'ouvrir la voie à la conception rationnelle de nouvelles molécules capables d'inhiber sélectivement l'activité de la recombinase Xer. Ces inhibiteurs pourraient servir de nouveaux agents antimicrobiens ou empêcher l'intégration d'éléments mobiles pathogènes comme CTXF dans le microbiote commensal.