Oyut DAGVA: "Vers la compréhension du rôle de NucS dans l’évolution du génome de Streptomyces" (Séminaire Interne MAP - Equipe CRP)

Dr Oyut DAGVA, post-doctorante au laboratoire MAP dans l'équipe CRP

Les Streptomyces, bactéries ubiquistes des sols forestiers, présentent une grande plasticité génomique. Ces bactéries possèdent un chromosome linéaire hautement compartimenté avec, en son centre, une région conservée au travers du genre, bordée par des extrémités ou bras chromosomiques particulièrement variables et sujets à la recombinaison. La réparation des cassures double-brin (DSB), dommage le plus délétère pour une cellule vivante, constitue un moteur majeur de la plasticité et de l'évolution du génome chez les Streptomyces. Une source potentielle de DSB a été découverte récemment : l’endonucléase NucS. Cette dernière joue un rôle clé au sein du système de correction des mésappariements (MMR) non-canonique, présent chez les archées et plus sporadiquement chez les bactéries avec les actinobactéries.

L’objectif de ce travail est de comprendre si l’activité de NucS est impliquée dans la stimulation de la recombinaison chez les Streptomyces. Nos investigations ont révélé que la déplétion en NucS entraine une augmentation significative du taux de mutation et un phénotype colonial marqué. Les tests d’activité in vitro montrent que NucS génère une DSB au site des mésappariements G/T, G/G et T/T. Son activité est augmentée en présence du facteur de processivité de la réplication beta-clamp suggérant que NucS cible les mésappariements post-réplicatifs. Une expérience d’accumulation de mutations sur le long-terme (60 cycles de croissance) montre que NucS corrige plus favorablement les mésappariements conduisant à une transition qu’à une transversion. Une augmentation graduelle du nombre de transitions depuis l’origine de réplication vers les extrémités du chromosome a été caractérisée. Ce résultat original révèle que NucS est davantage sollicitée dans les régions terminales, et pourrait favoriser la recombinaison en générant des DSB. L’augmentation de la fréquence de réarrangements dans les régions terminales dans un contexte où la fréquence des mésappariements réplicatifs est accrue renforce cette hypothèse. En effet, les mésappariements sont le substrat de NucS et la cassure double brin résultant de son activité induirait la recombinaison. 

Ces résultats ouvrent la voie de la compréhension de ce mécanisme paradoxal de maintien de l’intégrité du génome ; pourquoi casser le génome pour mieux le réparer ? La diversification génétique résultant de la plasticité du génome pourrait justifier de la sélection d’un tel mécanisme de réparation. Enfin, la diversification du métabolisme spécialisé chez ces organismes du sol revêt un intérêt majeur pour leur adaptation à l’écosystème, et aussi pour l’identification de nouvelles molécules d’intérêt biotechnologique.