Plasticité du génome bactérien - CNRS URA2171  


  RESPONSABLEDr MAZEL Didier / mazel@pasteur.fr
  MEMBRESDr FRUMERIE Clara / Dr GUEROUT Anne-Marie / Dr LE ROUX Frédérique / Dr LOOT Céline

  Rapport d'activité

Notre travail se concentre sur les mécanismes responsables de la variabilité des génomes bactériens, avec un intérêt tout particulier pour ceux liés à l’acquisition de gènes d’origine exogène – les transferts horizontaux de gènes. Notre modèle principal est l’intégron, un système de génie génétique naturel impliqué dans le développement et la dissémination des résistances aux antibiotiques chez les bactéries Gram négatives. Nous nous intéressons aussi particulièrement aux facteurs impliqués dans la plasticité générale des génomes des espèces du genre Vibrio, tous constitués de deux chromosomes circulaires et qui semblent avoir des caractéristiques dynamiques différentes.

Intégrons. Nous étudions plusieurs aspects de ce système de capture de gènes : leur distribution, leur contribution aux capacités adaptatives de leurs hôtes, mais aussi les processus de recombinaison qu’ils utilisent.

La plate-forme de ce système est composée d'un gène codant pour une intégrase de la famille des recombinases à tyrosine spécifiques de site et d'un site de recombinaison, attI. L'activité de cette intégrase permet l'insertion de phases ouvertes de lecture, sous forme de cassettes, au niveau du site de recombinaison. Les cassettes sont composées d’un gène unique associé à un site de recombinaison appelé site attC, indispensable à la reconnaissance par l’intégrase et à la recombinaison avec attI.

Nous avons montré que les intégrons impliqués dans la résistance aux antibiotiques dérivaient de super-integrons présents de façon sédentaire dans les génomes d’espèces bactériennes environnementales, telles que les différents Vibrio.

Récemment, les caractéristiques structurales des sites attC nous ont conduits à proposer un nouveau modèle de recombinaison, propre aux intégrons, qui passe par l’utilisation du seul brin inférieur d’ADN des sites attC, replié en épingle à cheveux grâce à sa structure symétrique, pour recombiner avec le site attI, celui-ci étant sous forme double-brin canonique. La reconnaissance et la recombinaison de tels sites par l’intégrase conduit à une jonction de Holliday qui ne peut être résolu productivement que par une étape de réplication. Nous avons pu conforter ce modèle in vivo, mais aussi grâce aux caractéristiques structurales tirées de la résolution de la structure tridimensionnelle de tetramères d’intégrase liés aux substrats simple-brin (en collaboration avec D. Gopaul).

Plasticité des génomes des espèces du genre Vibrio. Notre second projet est de déterminer les autres facteurs impliqués dans la plasticité des génomes complexes des Vibrio. Le groupe des Vibrio inclus un grand nombre d’espèces pathogènes pour des hôtes allants des mollusques à l’Homme. Les deux chromosomes identifiés chez les rares espèces étudiées jusqu’à présent, montrent un grande variabilité, mais l’avantage sélectif conféré par cette partition en deux réplicons est encore inconnu.

Pour approfondir notre connaissance de ces chromosomes, nous avons séquencé le génome de V. splendidus LGP 32 en collaboration avec C. Bouchier (PF1). Cette souche est assez éloignée des espèces de Vibrio déjà séquencées. Nous avons entrepris plusieurs approches comparatives entre les génomes, in vivo et in silico, afin d’identifier les points chauds de variabilité génétique. Nous espérons pouvoir bientôt tirer les règles gouvernant l’organisation générale et la partition dans les deux réplicons chez les Vibrio.



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