Chez les bactéries, la compaction de l’ADN génomique est régie par plusieurs mécanismes : le surenroulement de l’ADN, la compaction de l’ADN par les protéines associées au nucléoïde (NAPs) et plusieurs autres facteurs, dont l’encombrement cellulaire et les forces de déplétion. Cependant, notre compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans ces processus est encore limité .
Pour combler ces lacunes, nous avons entrepris d’étudier le nucléoïde de Deinococcus radiodurans, une bactérie radiorésistante, par une approche intégrée combinant des données in vitro, in silico et in vivo. Nous avons notamment démontré que le génome complexe et multipartite de D. radiodurans est organisé en un nucléoïde singulièrement plus compact et étonnamment dynamique par rapport à certaines bactéries radiosensibles, telles que E. coli. Chez D. radiodurans, le nucléoïde adopte de multiples configurations distinctes au fur et à mesure que la bactérie progresse dans son cycle cellulaire. De tels réarrangements du nucléoïde n’avaient jamais été décrits auparavant et démontrent clairement que l’organisation du nucléoïde et la progression du cycle cellulaire sont étroitement liées.
En combinant des approches de génétique, de biochimie, de biologie structurale et d’imagerie avancée, notre objectif est maintenant de mettre en lumière les mécanismes moléculaires à l’origine de cette remarquable organisation et plasticité des nucléoïdes de D. radiodurans, et de déterminer comment ces mécanismes contribuent à son exceptionnelle radiorésistance en réponse aux radiations extrêmes (UVC et rayon gamma).
Collaborations
Dominique BOURGEOIS (PIXEL team, I2SR, IBS)
Pascale SERVANT & Fabrice CONFALONIERI (I2BC, Gif-sur-Yvette)
François DEHEZ (LPCT, Nancy)
Irina GUTSCHE (MICA Group, IBS)
Jean-Luc PELLEQUER (MEM Group, IBS)
Principales publications
Banneville AS, Bouthier de la Tour C, De Bonis S, Hognon C, Colletier JP, Teulon JM, Le Roy A, Pellequer JL, Monari A, Dehez F, Confalonieri F, Servant P & Timmins J. Structural and functional characterization of DdrC, a novel DNA damage-induced nucleoid associated protein involved in DNA compaction. Nucleic Acids Research (2022) 50 (13) p. 7680-7696. DOI : 10.1093/nar/gkac563.
Chen SW, Banneville A-S, Teulon J-M, Timmins J and Pellequer J-L. Nanoscale surface structures of DNA bound to Deinococcus radiodurans HU unveiled by atomic force microscopy. Nanoscale (2020) 12, 22628. DOI : 10.1039/D0NR05320A.
Hognon C, Garaude S, Timmins J, Chipot C, Dehez F and Monari A. Molecular basis of DNA packaging in bacteria revealed by all-atoms molecular dynamic simulations : The case of histone-like proteins in Borrelia burgdorferi. J. Phys. Chem. Lett. (2019) 10, 7200-7207. DOI : 10.1021/acs.jpclett.9b02978.
Floc’h K, Lacroix F, Servant P, Wong YS, Kleman JP, Bourgeois D and Timmins J. Cell morphology and nucleoid dynamics in dividing D. radiodurans. Nat Commun. (2019) 10 (1). p.3815. DOI : 10.1038/s41467-019-11725-5.
Floc’h K, Lacroix F, Barbieri L, Servant P, Galland R, Butler C, Sibarita JB, Bourgeois D and Timmins J. Bacterial cell wall nanoimaging by autoblinking microscopy. Scientific Reports (2018) 8 (1) p. 14038. DOI :