CD : Mécanismes du transfert conjugatif dans une population environnementale de Streptomyces

Mots clés

génétique bactérienne, transfert horizontal, conjugaison, population, rhizosphère, antibiotiques

Détail de l'offre

Chez les Streptomyces, la conjugaison est le principal moteur du HGT grâce aux plasmides et aux éléments intégratifs et conjugatifs (ICE) dont les plus fréquents sont appelés AICE pour Actinomycetes ICE (Choufa et al., 2022). Les AICE et les plasmides conjugatifs des Streptomyces utilisent un système de transfert fondamentalement différent de celui des éléments conjugatifs canoniques. Pendant le transfert, les AICE s'excisent du chromosome donneur, se répliquent et utilisent la translocase d'ADN TraB, qui forme un pore de conjugaison, pour mobiliser l'ADN sous forme double brin entre les compartiments donneur et receveur. Suite au transfert, ils se réintègrent dans les sites d'insertion cibles du donneur et du receveur
Le transfert conjugatif chez Streptomyces est accompagné d'une mobilisation d'ADN chromosomique de grande ampleur vers la donatrice (jusqu'à un tiers du chromosome), induisant un véritable mélange chromosomique à grande échelle ou SCT pour 'Streptomyces chromosomal transfer' (Choufa et al., en préparation). L'analyse du génome des recombinants suggère que le SCT est compatible avec trois mécanismes distincts : i) mobilisation cis, où l'ADN chromosomique est associé physiquement à l'élément conjugatif ; ii) mobilisation trans où l'ADN est physiquement indépendant de l'élément ; iii) mobilisation à partir des extrémités du chromosome. Ce phénomène massif entraîne notamment l'acquisition, la perte et l'hybridation de gènes de biosynthèse de métabolites, changeant profondément l'arsenal métabolique dans la descendance d'un unique événement de conjugaison.
Le sujet de thèse s'inscrit dans la compréhension de ce mécanisme spectaculaire de diversification génétique chez les bactéries. Par quel(s) mécanisme(s) l'ADN chromosomique est-il mobilisé ? Y a-t-il des régions chromosomiques plus favorablement mobilisées et recombinées que d'autres ? Quel est le rôle des éléments conjugatifs dans la mobilisation d'ADN ? Ces questions seront abordées par des approches combinant bio-informatique, biochimie et génétique moléculaire. Il s'agira de corréler TraB, la protéine assurant le transfert de l'élément conjugatif, avec le transfert d'ADN chromosomique par une approche de génétique fonctionnelle (clonage/expression in vivo, mobilisation), de rechercher les motifs d'ADN potentiellement reconnus par la/les protéine(s) de transfert TraB sur les éléments et l'ADN chromosomique par l'association d'une démarche bioinformatique (fouille de données d'un corpus de séquences d'éléments et d'ADN transféré) et de biochimie (purification, recherche de sites d'affinités).