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Marie, Léa. Etude fonctionnelle des effecteurs de la réaction de recombinaison homologue intervenant au cours de la transformation génétique du pathogène Streptococcus pneumoniae

Marie, Léa (2016). Etude fonctionnelle des effecteurs de la réaction de recombinaison homologue intervenant au cours de la transformation génétique du pathogène Streptococcus pneumoniae.

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Résumé en francais

La recombinaison homologue (RH) est une réaction universelle qui assure la maintenance des génomes. Elle participe aussi à leur variabilité. De fait, dans les trois domaines du vivant elle est au centre de nombreux processus biologiques tels que la réparation des dommages à l'ADN ou encore le brassage génétique au cours de la méiose. Chez les bactéries, la RH est également impliquée dans les processus de transferts horizontaux qui favorisent les échanges génétiques entre les espèces. La transformation génétique est l'un de ces processus largement répandus parmi les bactéries. Celle-ci a spécifiquement lieu lorsque les cellules entrent dans un état physiologique particulier nommé la compétence. Comparativement aux autres types de transferts horizontaux, la transformation génétique à la caractéristique d'être entièrement contrôlée par la cellule receveuse qui dirige l'intégration d'ADN exogène capturé dans son milieu extérieur. Le but de ma thèse a été d'améliorer notre compréhension moléculaire de la voie de RH spécifique de la transformation génétique de Streptococcus pneumoniae qui permettrait à ce pathogène non seulement d'échapper aux vaccins mais également d'acquérir de nouvelles résistances aux antibiotiques. Bien qu'elle présente des variations d'un organisme à l'autre, la RH peut fondamentalement être décomposée en trois phases successives catalysées par la recombinase RecA chez les bactéries. La phase présynaptique consiste en la polymérisation de la recombinase sur l'ADN simple brin (sb) générant un nucléofilament. L'étape synaptique comprend l'appariement du nucléofilament avec celui des deux brins de la séquence homologue qui lui est complémentaire. Elle aboutit à l'apparition d'une D-loop, intermédiaire de recombinaison résultant de la jonction entre les deux molécules ADN engagées. Enfin, la phase postsynaptique constitue l'étape finale durant laquelle les jonctions entre les molécules ADN sont maturées puis clivées de manière à maintenir l'intégrité double brin du génome. L'action optimale de la recombinase au cours de ces trois étapes nécessite l'assistance de partenaires protéiques spécifiques au processus au sein duquel la réaction de RH intervient. Dans le cadre de la transformation génétique, la RMP (recombination mediator protein) DprA et la protéine de liaison à l'ADNsb SsbB sont deux partenaires de RecA spécifiquement produits par les cellules en état de compétence. Nous avons révélé in vitro que leurs actions conjuguées permettent d'améliorer l'efficacité de la RH catalysée par RecA en facilitant l'étape présynaptique de la réaction. De plus, nous avons montré que contrairement à SsbB, la protéine SsbA constitutive et essentielle ne stimule pas la RH spécifique de la transformation génétique de S. pneumoniae. Ce résultat suggère que les deux paralogues n'interviennent pas au cours des mêmes processus biologiques. La protéine RadA, ubiquitaire et très conservée parmi les bactéries, est un autre partenaire de RecA constitutivement produit par les cellules mais spécifiquement induit lors de la transformation génétique de S. pneumoniae. Par une combinaison d'approches in vivo, in vitro et structurale, nous avons mis en évidence d'une part, l'appartenance de RadA à la famille SF4 d'hélicases de type DnaB, et d'autre part son rôle clef dans la phase postsynaptique de la RH. Ce travail a permis de proposer un modèle inédit du mécanisme de migration de branches permettant la maturation des intermédiaires de recombinaison. Via son interaction avec RecA, nous proposons que RadA accède aux deux brins de l'ADN receveur de part et d'autre de la D-loop. Ainsi chargé symétriquement, RadA transloquerait de manière divergente le long des deux ADNsb dans le sens 5'-3' permettant ainsi l'ouverture du duplex receveur. L'incorporation de l'ADNsb envahissant serait ainsi facilitée par l'action de RadA tant au cours de la transformation génétique que des processus de maintenance faisant intervenir la RH.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Polard, Patrice
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaires (LMGM), UMR 5100
Mots-clés libres :Recombinaison homologue - Transformation génétique - Streptococcus pneumoniae - RadA - RecA
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :20 Apr 2017 13:33