Structure de la chromatine et recombinaison de l'ADN le long du chromosome linéaire des bactéries du genre Streptomyces

Chromatin structure and DNA recombination along the linear chromosome of Streptomyces

• Auteur / Autrice : Elise Richet
• Direction : Pierre Leblond, Annabelle Thibessard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie et écologie des forêts et des agrosystèmes
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale SIReNa - Science et ingénierie des ressources naturelles (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DynAMic - Dynamique des Génomes et Adaptation Microbiennes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : StrAda -Streptomyces Adaptation

Mots clés

Mots clés libres

Recombinaison

Chromatine

Streptomyces

Recombination

Chromatin

Streptomyces

Résumé

Les Streptomyces sont des bactéries de la rhizosphère, impliquées dans les cycles géochimiques et la croissance et la santé des plantes. Leur cycle de développement complexe est associé à un métabolisme secondaire exploitée par les biotechnologies (ex. antibiotiques, anticancéreux). Elles possèdent un chromosome linéaire de grande taille, entre 6 et 12 mégabases, et un pourcentage en bases G et C extrême (72%). Ces bactéries sont sujettes à une forte instabilité génétique associée, en conditions de laboratoire, à des réarrangements chromosomiques de grande taille (délétions, amplifications, translocations, circularisation). La plasticité du chromosome linéaire résulte de la réorganisation de l'ordre des séquences génomiques, à la perte et au gain de séquences issues du transfert horizontal. Au laboratoire DynAMic (équipe StrAda), nous avons montré que la réparation des cassures double-brin de l'ADN est à l'origine de remaniements génomiques de grande ampleur, en induisant la recombinaison homologue ou la recombinaison illégitime. Ces réarrangements affectent les régions terminales du chromosome, appelées bras chromosomiques, plus que la région centrale. Cette compartimentation est corrélée à une structuration spécifique in vivo : la région centrale est plus fortement structurée que les régions terminales, plus « relâchées ». Notre hypothèse de travail est que la dynamique spatio-temporelle de la chromatine est à l'origine de la compartimentation caractéristique du chromosome des Streptomyces. Notre projet vise à explorer le lien entre la composition de la chromatine (protéines associées à l'ADN), et les processus de recombinaison moléculaire.

Streptomyces are rhizosphere bacteria, involved in geochemical cycles and plant growth and health. Their complex development cycle is associated with a secondary metabolism exploited by biotechnologies (e.g. antibiotics, anticancer). They have a large linear chromosome, between 6 and 12 megabases, and an extreme percentage of G and C bases (72%). These bacteria are subject to a high genetic instability associated, under laboratory conditions, with large chromosomal rearrangements (deletions, amplifications, translocations, circularization). The plasticity of the linear chromosome results from the reorganization of the order of genomic sequences, to the loss and gain of sequences from horizontal transfer. In the DynAMic laboratory (StrAda team), we have shown that the repair of DNA double-strand breaks is at the origin of large-scale genomic rearrangements, inducing homologous recombination or illegitimate recombination. These rearrangements affect the terminal regions of the chromosome, called chromosome arms, more than the central region. This compartmentalization is correlated with a specific structuring in vivo: the central region is more strongly structured than the terminal regions, which are more 'relaxed'. Our working hypothesis is that the spatio-temporal dynamics of chromatin is at the origin of the characteristic compartmentalization of the Streptomyces chromosome. Our project aims to explore the link between chromatin composition (proteins associated with DNA), and molecular recombination processes.