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Activités des différentes condensines bactériennes caractérisées chez le pathogène Pseudomonas aeruginosa

Les complexes SMC (Structural Maintenance of Chromosomes) sont hautement conservés et présents dans la grande majorité des organismes vivants. Ils jouent de nombreux rôles essentiels pour l’organisation et le fonctionnement des chromosomes, et sont retrouvés dans les trois branches du vivant. Certaines bactéries possèdent plusieurs complexes, suggérant une spécialisation et une coordination de fonction des SMC bactériens.

Les organismes eucaryotes possèdent plusieurs complexes SMC (cohésine, condensine et complexe SMC5/6) impliqués dans la condensation des chromosomes mitotiques, la cohésion des chromatides sœurs et l’organisation tridimensionnelle de l’interphase de la chromatine. Des progrès récents dans la compréhension de l’activité des complexes SMC ont révélé comment ils pourraient contrôler l’organisation et la condensation des chromosome grâce à un mécanisme d’extrusion de boucles d’ADN. La capacité des complexes SMC à interagir à divers loci et à extruder l’ADN en boucles permettrait de rendre compte du rôle de ces complexes dans l’organisation et le fonctionnement des chromosomes.
Chez les bactéries, trois complexes SMC différents (Smc-ScpAB, MukBEF, MksBEF) définis comme des condensines bactériennes jouent un rôle important dans l’organisation et la ségrégation des chromosomes. Smc-ScpAB est présent dans la plupart des bactéries tandis que MukBEF se trouve dans les entérobactéries et MksBEF est dispersé chez différentes espèces éloignées sur l’arbre phylogénique. Les contributions de ces condensines au fonctionnement des chromosomes ont été caractérisées chez Pseudomonas aeruginosa, bactérie qui contient naturellement deux complexes SMC (Smc-ScpAB et MksBEF). Chez cette bactérie, il a été démontré que SMC-ScpAB contrôle la disposition des chromosomes en juxtaposant des bras chromosomiques. En revanche, MksBEF est non seulement essentielle pour la ségrégation chromosomique en l’absence du système de ségrégation principal, mais elle affecte aussi l’organisation 3D du chromosome en favorisant les contacts ADN à une distance pouvant aller jusqu’au mégabase.

Une hiérarchie fonctionnelle contrôle l’activité des condensines bactériennes sur une même molécule d’ADN



De manière frappante, nos résultats révèlent une prévalence de Smc-ScpAB sur MksBEF qui dépend d’une coordination de leurs activités avec la réplication du chromosome. Nos résultats démontrent également que le complexe MukBEF d’Escherichia coli peut se substituer à MksBEF chez P. aeruginosa tout en supprimant l’activité de Smc-ScpAB. Nos résultats révèlent une hiérarchie entre les activités des différentes condensines bactériennes en action sur le même chromosome.


Pour en savoir plus :
Distinct Activities of Bacterial Condensins for Chromosome Management in Pseudomonas aeruginosa
Lioy et al. (2020) Cell Reports, 33 : 108344
Doi : 10.1016/j.celrep.2020.108344


Contact chercheur :
Isabelle Vallet
Frédéric Boccard

par Communication - publié le