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Accueil > Départements > Microbiologie > Jacques OBERTO : Biologie Cellulaire des Archées

Jacques OBERTO : Présentation de l’équipe

Les recherches menées par le groupe BCA sont fortement ancrées dans la biologie des Archées, des microorganismes découverts en 1977 par Carl Woese. Dans l’arbre du vivant, les Archées constituent un nouveau domaine à part entière, à côté du domaine des Eucaryotes et du domaine des Bactéries. Une des principales caractéristiques de ces Archées est constituée par leur environnement naturel particulier qui comporte souvent une ou plusieurs condition(s) extrême(s) : température, pH, salinité, anaérobiose et pression barométrique. Les Archées étendent dès lors la vie dans des environnements où aucun autre organisme n’est à même de survivre. Afin de mieux comprendre les mécanismes évolutifs qui ont conduit à l’existence des Archées, nous utilisons un approche pluridisciplinaire faisant intervenir génétique, génomique, bioinformatique et biochimie. Trois thématiques principales sont poursuivies actuellement : l’évolution et dynamique du génomique chez les Archées Thermococcales ; la caractérisation du complexe KEOPS et la bioinformatique des génomes procaryotes.

Thèmes de recherche

1) Evolution et dynamique du génomique chez les Archées Thermococcales.

Nous étudions l’évolution de l’information génétique des Archées de l’ordre des Thermococcales. Ces organismes hyperthermophiles anaérobies évoluent rapidement ce qui semble être lié aux conditions particulières de leur habitat constitué par les fumeurs noirs des fonds océaniques. Nous observons l’influence d’éléments mobiles (plasmides et virus) dans cette évolution. Plusieurs nouveaux plasmides archéens et les souches qui les contiennent ont été caractérisés au laboratoire (1, 2). La découverte de vésicules de membrane produites par ces organismes pourrait également expliquer le transfert d’information génétique entre différentes Archées et même entre Archées et Bactéries (3-5). La mise en place d’une plateforme dédiée à la culture d’organismes anaérobies hyperthermophiles, nous permet de reproduire les conditions idéales pour cultiver ces Archées extrêmophiles au laboratoire.

Chambre anaérobie - Archées
Chambre anaérobie destinée à la manipulation des Archées Thermococcales

Nous développons la génétique des Thermococcales dans l’organisme modèle Thermococcus kodakarensis. Une nouvelle espèce, Thermococcus nautili a été caractérisée au laboratoire (6) et son génome a été déterminé (7). Nous développons, en parallèle, l’analyse bioinformatique in silico de ces génomes procaryotes grâce au déploiement d’une suite de services web dédiés (8-11), voir également plus bas. L’étude de la dynamique et du maintien de cette information génétique est également poursuivie par la caractérisation de nouvelles ADN topoisomérases dans les trois domaines du vivant (12-14).

2) Caractérisation du complexe KEOPS.

La modification t6A de l’ARNt est présente dans les trois domaines du vivant. Chez les Archées et les Eucaryotes, le complexe multi-protéique KEOPS est responsable de cette activité qui est assurée chez les Bactéries par un autre complexe, DEZ comme cela a été démontré dans le groupe de Valérie de Crécy-Lagard aux Etats-Unis. Cette modification t6A est essentielle : des mutations dans ces complexes sont délétères (15). Les protéines constituant le complexe KEOPS archéen ont été surproduites et purifiées au laboratoire et leur structure a été déterminée en collaboration. Nous avons pu reproduire pour la première fois la réaction complète de modification t6A, in vitro, grâce aux complexes KEOPS purifiés provenant de l’Archée Pyrococcus abyssi et de la levure Saccharomyces cerevisiae et additionnés de la protéine SUA5 (16). Il a également été observé que le complexe KEOPS Archéen peut être remplacé in vitro par le complexe bactérien DEZ, même si l’homologie entre ces différents complexes n’est que partielle. Pour mieux comprendre le rôle des différentes sous-unités du complexe KEOPS de P. abyssi, elles ont été purifiées séparément et combinées de manière à constituer une variété de dimères et trimères chacun testés pour la réaction t6A, hydrolyse de l’ATP et liaison à l’ARNt. Ceci a permis de déduire le rôle de chaque sous-unité et de proposer un modèle pour la réaction de modification complète (17), voir Figure 2. Il a également pu être démontré au laboratoire que la synthèse in vitro de t6A est possible grâce la protéine SUA5 de levure et la protéine mitochondriale QRI7 (18).

t6A & KEOPS + SUA5
Modèle pour la réaction de modification t6A par le complexe KEOPS + SUA5 chez les Archées et les Eucaryotes (Perrochia et al., 2013b).

3) Bioinformatique des génomes procaryotes.

Depuis plusieurs nous développons des logiciels sous forme de services web pour la manipulation et l’analyse de séquences génomiques des quelques 3000 organismes procaryotes complètement séquencés qui sont maintenus localement et mis à jour quotidiennement. Le service BAGET permet d’obtenir rapidement aisément la séquence et l’environnement immédiat de n’importe quel gène issu de ces organismes (9). FITBAR permet de prédire des régulons, à l’échelle d’un génome complet sur base de sites spécifiques fournis par l’utilisateur (10). ABSYNTE permet d’analyser la conservation de l’ordre des gènes (synténie) dans une liste d’organismes déterminée par l’itilisateur (8). SYNTTAX permet d’analyser la synténie en fonction de la classification taxonomique des différentes espèces (11) (Figure 3).

BAGET : http://archaea.u-psud.fr/bin/baget.dll
FITBAR : http://archaea.u-psud.fr/fitbar
ABSYNTE : http://archaea.u-psud.fr/absynte
SYNTTAX : http://archaea.u-psud.fr/synttax

Services web d’analyse génomique développés dans le groupe.

Mots-clé

Archaea, Thermococcales, génétique, génomique, évolution des génomes, bioinformatique, biochimie, modification des ARNt.

Contact


OBERTO Jacques [Chargé de Recherche - CNRS]
Equipe Oberto J. - Biologie Cellulaire des Archées [Responsable]
01 69 15 62 05 Orsay - Bât 409

publié le , mis à jour le