Cohésion des chromatides soeurs dans la bactérie

par Jihane Challita

Projet de thèse en Génétique

Sous la direction de François-Xavier Barre.

Thèses en préparation à l'Université Paris-Saclay (ComUE) , dans le cadre de École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-01-2019 .


  • Résumé

    La prolifération cellulaire implique que les chromatides soeurs nouvellement répliquées soient tirées vers chacune des futures cellules filles. Chez les eucaryotes, la ségrégation n'arrive qu'une fois la phase S et la restructuration des chromosomes terminées. Les chromatides soeurs restent associées pendant les phases S et G2 par des cohésines, un complexe multi protéique composé de protéines SMC (Structural Maintenance of Chromosome) et de leurs partenaires. Au contraire, réplication et ségrégation sont concomitantes chez les bactéries. Les chromosomes bactériens ne contiennent qu'une seule origine de réplication bidirectionnelle qui définit deux bras de réplication. La réplication se termine dans une région diamétralement opposée à l'origine, le terminus. Alors que la réplication progresse le long des bras, les loci nouvellement répliqués migrent vers les pôles opposés de la cellule. Cependant, l'observation de la ségrégation de loci individuels a démontré l'existence d'un délai de quelques minutes entre leur moment de réplication et le début de leur ségrégation. Pendant ce délai les chromatides soeurs sont en interaction. Bien que les bactéries ne disposent pas d'orthologue des cohésines, on parle de cohésion bactérienne des chromatides soeurs. Les mécanismes à l'origine de la cohésion bactérienne et son rôle dans le cycle cellulaire sont encore mal compris. L'équipe d'accueil a développé un nouvel outil d'étude de la cohésion à l'échelle du génome entier (Hi-SC2) facilement adaptable à l'étude de changements environnementaux. Les premiers résultats obtenus avec Hi-SC2 suggèrent que la cohésion n'est pas constante le long du chromosome. Elle est particulièrement élevée au niveau du terminus. Le but du stage est d'identifier les facteurs responsables de la cohésion du terminus. Le modèle bactérien utilisé sera Vibrio cholerae, la bactérie responsable du cholera, qui l'avantage de posséder deux chromosomes circulaires.

  • Titre traduit

    Study the mechanisms reponsible for the cohesion of sister chromosomes in bacteria


  • Résumé

    The maintenance of genetic information during cell proliferation requires that newly replicated sister chromosomes separate and migrate in opposite cell compartment before division. In eukaryotes, segregation only occurs after the genome has been fully replicated. The sister chromatids remain associated during the S and G2 phases by cohesins, a multiprotein complex composed of SMC (structural maintenance of chromosome) proteins and their partners. On the contrary, replication and segregation are concomitant in bacteria. The bacterial chromosomes contain a single bidirectional origin of replication that defines two replication arms. The replication ends in a region diametrically opposed to the origin, the terminus. As replication progresses along the arms, the newly replicated loci migrate to the opposite poles of the cell. However, the observation of a limited number of loci suggested the existence of a delay between their timing of replication and the beginning of their segregation. During this time, newly replicated sister DNA copies can interact. Although bacteria do not possess bona fide cohesins, the phenomenon can be referred to as bacterial sister chromatid cohesion. The mechanisms responsible for cohesion in bacteria and its role in the cell cycle are still poorly understood. The team has developed a new tool that permits to monitor variations of the cohesion period between different loci at a high resolution over an entire genome (HiSC2). HiSC2 results confirmed that cohesion is not constant along the chromosomes. They further suggest that it cohesion is modulated by the genetic content surrounding each locus. The aim of the PhD student will be to identify the mechanisms responsible for prolonged cohesion periods specific regions of interest. The bacterial model used will be Vibrio cholerae, the bacterium responsible for cholera, which has the advantage of having two circular chromosomes.