Facteurs génétiques de la stabilisation des intégrons chromosomiques

Genetic factors for the stabilization of chromosomal integrons

• Auteur / Autrice : Egill Richard
• Direction : Céline Loot
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génétique et génomique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique des génomes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Plasticité du Génome Bactérien

Mots clés

Mots clés libres

Génétique

Microbiologie

Transferts Horizontaux de Gènes

Recombinaison

Résistance Antibiotique

Evolution Bactérienne

Genetics

Microbiology

Horizontal Gene Transfer

Recombination

Antibiotics Resistance

Bacterial Evolution

Résumé

L'intégron est un système de recombinaison bactérien qui permet l'acquisition, le stockage et l'expression de gènes sans promoteur intégrés dans des cassettes. Certains intégrons, comme celui que nous trouvons dans le second chromosome de Vibrio cholerae, peuvent être particulièrement massifs et contenir des dizaines de cassettes non exprimées. Il n'est pas clair comment de telles structures génétiques peuvent être stabilisées dans les génomes bactériens. Ici, nous révélons que l'orientation des intégrons dans les chromosomes bactériens est essentielle à leur stabilité. En effet, nous montrons que lors de l'inversion de l'intégron chromosomique de Vibrio cholerae, sa plasticité est considérablement augmentée. Ceci est corrélé avec un fort défaut de croissance, associé à l'excision d'un type particulier de cassettes qui sont des systèmes toxine-antitoxine. Ces observations fournissent un exemple frappant de la relation entre l'organisation et la stabilité du génome ; et suggèrent que les systèmes toxine-antitoxine peuvent également agir comme des ''capteurs'' de la plasticité génétique.

The integron is a bacterial recombination system that allows acquisition, stockpiling and expression of promoterless genes embedded in cassettes. Some integrons, like the one we find in the second chromosome of Vibrio cholerae, can be particularly massive and contain dozens of non-expressed cassettes. It is unclear how such genetic structures can be stabilized in bacterial genomes. Here, we reveal that the orientation of integrons within bacterial chromosomes are essential to their stability. Indeed, we show that upon inversion of the chromosomal integron of Vibrio cholerae, its plasticity is dramatically increased. This correlates with a strong growth defect, associated with the excision of a particular type of cassettes that are toxin-antitoxin systems. Those observations provide a striking example of the relationship between genome organization and genome stability; and suggest that toxin-antitoxin systems can also act as “sensors” of genetic plasticity.