Génétique des Génomes Bactériens - CNRS URA2171  


  RESPONSABLEProf. DANCHIN Antoine / adanchin@pasteur.fr
  MEMBRESDr CHARLES Jean-François / Dr GANG Fang / Dr GILLES Anne-Marie
HULLO Marie-Françoise / KRIN Evelyne / Prof. MARTIN-VERSTRAETE Isabelle
Dr MECHOLD Undine / Dr PIMENTEL CACHAPUZ Eduardo
Dr SOUTOURINA Olga / Dr TOUCHON Marie / TURLIN Evelyne

  Rapport d'activité

Comme Von Neumann l’a montré, un ordinateur ne se reproduirait que si une image de la machine se trouvait à l’intérieur, transmise de génération en génération. Est-il possible de voir la cellule comme une machine de Turing, et dans ce cas quelles sont les implications en termes des objets concrets nécessaires à son fonctionnement ? Les accidents de la reproduction modifient les gènes, les font disparaître ou les déplacent. On s’attend à trouver qu’ils se répartissent plus ou moins au hasard. L’ordre des gènes est-il aléatoire ? Où sont localisés leurs produits, sont-ils partout ? Notre travail explore cette conjecture, et recherche les contraintes physico-chimiques qui organiseraient la cellule. A cette fin, l’expérience est combinée à l’exploration in silico, dans un aller et retour constant entre prédiction et expérience.

La “persistance” des gènes. Pour commencer, nous avons analysé comment l’ADN et les gènes sont manipulés par les différentes machineries de la bactérie, et exploré la diversité des processus en cause en recherchant leurs points communs. Nous avons analysé la diversité des génomes bactériens pour y identifier les processus au cœur du programme génétique et comprendre ceux qui sont universels et ceux qui sont spécifiques. Notre approche privilégie l’étude des relations entre objets, en visant à découvrir les liens possibles entre l’architecture du génome et celle de la cellule : ainsi, les gènes qui persistent dans la plupart des génomes tendent à rester ensemble et nous avons trouvé une explication simple à cette tendance à se rassembler.

Biais universels dans la composition des protéines: l’hypothèse des “gluons”. Ayant montré que le biais d’usage de codons, la préférence pour un brin du chromosome, le niveau d’expression et le caractère essentiel des gènes concourent à mettre le génome en forme, nous avons recherché les pressions de sélection qui dirigent cette organisation. Nous avons ainsi mis au jour des universaux dans la composition des protéines, et proposé que les gènes orphelins riches en résidus aromatiques codent des protéines qui stabilisent les complexes (#8220;gluons”).

Métabolisme du soufre : anabolisme, recyclage et contrôle de la dégradation des #8220;nanoARN#8221;. Nous avons choisi d’étudier deux contraintes, la température et la réactivité chimique de l’atome de soufre, et testé la cohérence de notre interprétation des observations en analysant la pathogénicité comme processus intégratif. De nombreux caractères nouveaux du métabolisme du soufre ont été identifiés, et nous avons découvert que le 5’3’AMP, dérivé de l’assimilation du soufre, est un régulateur de la dégradation des ARN très courts, dans une voie qui s’étend depuis les bactéries jusqu’à l’Homme. Cette observation a des conséquences importantes pour comprendre le métabolisme de l’ARN récemment découvert comme un acteur majeur de l’hérédité génétique et épigénétique.

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Analyse Factorielle des Correspondances du protéome d’une bactérie psychrophile montrant un biais dans l’abondance de l’asparagine, acide aminé « vieillissant » rapidement.

Correspondence Analysis of a psychrophilic bacterium proteome showing a bias for asparagine, a rapidly “aging” amino acid.



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