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Parutions

 

Ségrégation des chromosomes chez les bactéries

 

La ségrégation des chromosomes est une étape clé de la division cellulaire. Elle permet en effet d'obtenir deux cellules filles rigoureusement identiques, renfermant l'intégralité du matériel génétique de la cellule mère. Chez les bactéries, la ségrégation des chromosomes est loin d'être aléatoire. Elle se fait au contraire de manière ordonnée et orientée, grâce à l'intervention de plusieurs acteurs protéiques. Ce résultat a été publié dans PNAS par une équipe du Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires (LMGM, CNRS/Université Toulouse III - Paul Sabatier).

 

Le génome des bactéries est majoritairement composé de chromosomes circulaires. Ces chromosomes sont organisés en « réplichores » depuis l'origine unique de réplication jusqu'à la région du terminus diamétralement opposée. La réplication du matériel génétique et la ségrégation, qui correspond à la séparation des copies néo-synthétisées et à leur répartition dans les deux cellules filles au cours de la division cellulaire, semblent suivre cet axe de polarité. Les mécanismes sous-jacents restent cependant mal compris aujourd'hui, en particulier ceux qui concernent les différentes étapes de la ségrégation.

A l'aide de fluorophores, les chercheurs pilotés par François Cornet au LMGM ont marqué des paires de loci chromosomiques dans des cellules d'Escherichia coli vivantes afin d'observer, en microscopie optique, leur dynamique intracellulaire. Ils ont ainsi montré que la région du terminus est ségrégée de manière ordonnée et couplée à la division cellulaire. Deux protéines sont impliquées dans ce phénomène : MatP, qui reconnaît spécifiquement cette région chromosomique et maintient les deux chromosomes néo-synthétisés ensemble dans la zone de division, et FtsK, qui forme une pompe à ADN associée au complexe de division. Les données recueillies par les chercheurs suggèrent que MatP agit en présentant la région du terminus à FtsK qui la ségrége activement et progressivement en suivant l'orientation de petits motifs d'ADN, les KOPS, indiquant précisément la fin du chromosome.

Ces travaux montrent donc qu'à l'instar des chromosomes eucaryotes, les chromosomes bactériens sont d'abord appariés puis activement séparés au cours des dernières étapes de leur ségrégation.

 


 

Figure : A) Bactérie en forme de bâtonnet prête à se diviser. Le chromosome unique et circulaire (en bleu) a été répliqué depuis l'origine de réplication unique (rond blanc) vers la région diamétralement opposée, le terminus (ter). Après leur réplication, les chromosomes néo-synthétisés restent appariés par leur région ter grâce à la protéine MatP (en rose). B) La mise en place du complexe de division cellulaire (en vert) permet l'activation de la translocase FtsK (en jaune), capable de pomper l'ADN de manière orientée grâce à la reconnaissance des petits motifs d'ADN polarisés, les KOPS. C et D) FtsK décroche ensuite MatP de l'ADN, permettant ainsi la ségrégation de la région du terminus qui s'achève au site de recombinaison dif, où converge l'orientation des KOPS. E) La dernière étape de la ségrégation peut impliquer un événement de recombinaison entre les sites dif, catalysé par les protéines XerCD et activé par FtsK, permettant de réparer d'éventuelles fusions de chromosomes produites lors de la réplication. © LMGM, François Cornet

 


 

En savoir plus

  • FtsK actively segregates sister; 3 chromosomes in Escherichia coli, Mathieu Stouf, Jean-Christophe Meile, François Cornet, PNAS (2013), doi:10.1073/pnas.1304080110.

 

Contact chercheur

  • François Cornet
    Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires (LMGM)
    UMR5100 CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier
    118 Route de Narbonne
    31062 Toulouse Cedex 9

 

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