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Accueil > Départements > Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale > Herman VAN TILBEURGH : Fonction et Architecture des Assemblages Macromoléculaires

Transformation génétique naturelle chez les bactéries

Principal Investigator : Sophie Quevillon-Cheruel

Collaborations

H. pylori
Pablo J. Radicella and Stéphanie Marsin (CEA, Fontenay aux Roses)
Raphael Guérois and Françoise Ochsenbein (I2BC, B3S, Gif sur Yvette)
Hilde De Reuse (I. Pasteur, Paris).
D. radiodurans
Pascale Servant (I2BC Genome, Gif sur Yvette)

Projet

Nous nous intéressons au phénomène de transformation génétique naturelle - un mode de transfert horizontal de gènes - chez deux bactéries pathogènes humaines : S. pneumoniae et H. pylori, et chez la bactérie radio-résistante D. radiodurans.
Nous cherchons à comprendre l’impact de la transformation sur la variabilité génétique et la plasticité génétique de ces pathogènes, qui ont développé des mécanismes de résistances aux antibiotiques au cours des quelques 10 dernières années. Nous focalisons nos travaux de recherche selon deux axes principaux : (i) la régulation génétique de la mise en place de l’état de compétence. Cet état est régulé chez S. pneumoniae par un mécanisme relevant du quorum sensing, impliquant le système à deux composantes ComD/ComE, mais est constitutif chez H. pylori. Notre but est de décrire le partenariat d’interaction ComD/ComE/comcde au niveau moléculaire (Figure). (ii) Nous sommes d’autre part impliqués dans l’étude du devenir de l’ADN transformant, depuis son entrée dans la cellule à travers les parois et membranes, jusqu’à son intégration dans le génome bactérien par recombinaison homologue. Nous concentrons nos efforts sur la protéine DprA, afin de déterminer et caractériser au niveau atomique son interactome, qui est composé des partenaires déjà connus RecA, SSB, ssDNA, mais également de nouvelles protéines que nous avons découvertes via une étude bio-informatique et des données biochimiques et génétiques. Notre but est de comprendre, à plus long terme, les spécificités inter-espèces de ces 3 modèles bactériens.

Régulation de l’état de compétence.
Modèle mécanistique pour l’activation et la fermeture de l’état de compétence. En combinant des données de SAXS, de modélisation, et des données de cristallographie, nous proposons que la forme monomérique de ComE dimérique par ses domaines REC, suite à leur phosphorylation par ComD, sur l’Asp58. Les deux domaines effecteurs LytTR restent flexibles dans le dimère, jusqu’à ce qu’ils fixent le double-site des promoteurs com. Ils adoptent alors une conformation en tandem, probablement proche de celle observée dans la structure cristalline de ComED58A. Cette liaison induit une courbure supplémentaire à la région ADN promotrice, signal probable du recrutement de l’ARN-polymérase, ce qui a pour conséquence d’induire la transcription des gènes de la compétence. L’arrêt de la transcription pourrait être due au relâchement de la courbure de l’ADN, lorsque le dimère de ComE se dissocie/déstabilise suite à l’intervention d’un partenaire, qui pourrait être DprA.

Publications(last 5 years)

- Sanchez D, Boudes M, van Tilbeurgh H, Durand D*, Quevillon-Cheruel S* (in revision in FEBS Journal) Low resolution structural study of the ComD/ComE/comcde interaction network.

- Lisboa J, Andreani J, Boudes M, Liger D, van Tilbeurgh H, Guérois R* and Quevillon-Cheruel S* (2014) Molecular determinants of the DprA−RecA interaction. Nucleic Acids Res. 42:7395-408.

- Boudes M, Sanchez D, Graille M, van Tilbeurgh H, Durand D* and Quevillon-Cheruel S* (2014) Structural insights into the promoter binding regulatory mechanism by dimerization of the response regulator ComE from Streptococcus pneumoniae. Nucleic Acids Res. 42:5302-13.

- Serre MC, El Arnaout T, Brooks MA, Durand D, Lisboa J, Lazar N, Raynal B, van Tilbeurgh H, Quevillon-Cheruel S. (2013) The carboxy-terminal αN helix of the archaeal XerA tyrosine recombinase is a molecular switch to control site-specific recombination. PLoS One.8:e63010.

- Leulliot N, Quevillon-Cheruel S, Graille M, Geslin C, Flament D, Le Romancer M, van Tilbeurgh H. (2013) Crystal structure of PAV1-137 : a protein from the virus PAV1 that infects Pyrococcus abyssi. Archaea. 2013:568053.

- Quevillon-Cheruel S*, Campo N, Mirouze N, Mortier-Barrière I, Brooks MA, Boudes M, Durand D, Soulet AL, Lisboa J, Noirot P, Martin B, van Tilbeurgh H, Noirot-Gros MF, Claverys JP, Polard P*. (2012) Structure-function analysis of pneumococcal DprA protein reveals that dimerization is crucial for loading RecA recombinase onto DNA during transformation. Proc Natl Acad Sci U S A. 109, E2466-75.

- Durand D, Li de la Sierra-Gallay I, Brooks MA, Thompson AW, Lazar N, Lisboa J, van Tilbeurgh H, Quevillon-Cheruel S. (2012) Expression, purification and preliminary structural analysis of Escherichia coli MatP in complex with the matS DNA site. Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 68, 638-43.

- Costes A, Lecointe F, McGovern S, Quevillon-Cheruel S, Polard P. (2010) The C-terminal domain of the bacterial SSB protein acts as a DNA maintenance hub at active chromosome replication forks. PLoS Genet. 6:e1001238.

- Cortez D, Quevillon-Cheruel S, Gribaldo S, Desnoues N, Sezonov G, Forterre P, Serre MC. (2010) Evidence for a Xer/dif system for chromosome resolution in archaea. PLoS Genet. 6:e1001166.

- Eckert K, Saliou JM, Monlezun L, Vigouroux A, Atmane N, Caillat C, Quevillon-Chéruel S, Madiona K, Nicaise M, Lazereg S, Van Dorsselaer A, Sanglier-Cianférani S, Meyer P, Moréra S. (2010) The Pih1-Tah1 cochaperone complex inhibits Hsp90 molecular chaperone ATPase activity. J Biol Chem. 285:31304-12.

Contact


QUEVILLON-CHERUEL Sophie [Directeur de Recherche - CNRS]
Equipe Van Tilbeurgh H. - Fonction et Architecture des Assemblages Macromoléculaires
01 69 15 31 56 Orsay - Bât 430

publié le , mis à jour le