Etude de la translocase à ADN FtsK et de ses interactions avec les recombinases XerCD chez Escherichia coli
par Marie Laetitia Bonné
Thèse de doctorat en Sciences biologiques
Sous la direction de François-Xavier Barre.
Soutenue en 2009
à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .
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Résumé
Chez les bactéries possédant des chromosomes circulaires, la formation de dimères de chromosomes par recombinaison homologue peut bloquer la ségrégation de l’ADN lors de la division cellulaire. Chez E. Coli, 2 recombinases à tyrosine XerCD résolvent les dimères par recombinaison spécifique de site à dif. Les brins clivés par XerC et XerD sont nommés respectivement Top et Bottom. Quand l’ADN est piégé au septum, une translocase à ADN, FtsK, se charge sur des motifs spécifiques, les KOPS, répartis sur les 2 replichores du chromosome. Dif est à la jonction de la polarité des KOPS. FtsK pompe l’ADN jusqu’à rencontre des sites dif du dimère et active la recombinaison en contactant XerD. J’ai voulu déterminer ce qui dans la structure de l’ADN est important pour la translocation et l’activation de la recombinaison par FtsK. En testant la capacité de FtsK à activer Xer sur des substrats d’ADN double brin avec des régions simple brin et à défaire des structures branchées, j’ai trouvé une asymétrie des effets des régions ‘simple brin’ top/bottom. Même si FtsK peut transloquer sur du simple brin, des contacts avec un brin sont essentiels pour l’activation de la recombinaison. Par ailleurs, la translocation de FtsK devrait être stoppée au site dif ou lors du contact avec les recombinases pour permettre l’activation de la recombinaison. J’ai observé l’efficacité de translocation de FtsK in vitro en présence/absence de dif et/ou XerCD, et in vivo sur plasmide. Il apparaît que XerC et D bloquent la translocation de FtsK et non dif.
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Titre traduit
Study of DNA translocase FtsK and its interactions with XerCD recombinases in Escherichia coli
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Résumé
In bacteria harbouring circular chromosomes, the formation of chromosomes dimer due to homologous recombination can block DNA segregation at cell division. In E. Coli, 2 tyrosine recombinases, XerC and XerD, resolve chromosome dimers by site specific recombination at dif. The strands cleaved by XerC and D are called top and bottom strands, respectively. When DNA is trapped at the septum, a DNA translocase, FtsK, loads on specific DNA motifs, the KOPS, skewed on the 2 chromosome replichores. Dif is located at the junction of KOPS polarity. FtsK pumps DNA until dif sites are brought together, and activates recombination via a direct interaction with XerD. I wanted to know what in the structure of DNA is important for DNA translocation and Xer recombination activation by FtsK. I monitored the activity of FtsK using Xer recombination on synthetic double stranded DNA substrates containing single stranded gaps and its capacity to displace forked DNA structures. Results indicate a top/bottom asymmetry in the effect of single strand gaps. Preferential contacts with one strand of DNA are essential for FtsK activation of Xer recombination, even if FtsK can translocate on single strand DNA. Moreover, FtsK translocation should stop when it reaches dif or contacts one or both recombinases, to allow recombination activation. I monitored the efficiency of FtsK translocation in vitro in the presence or absence of dif and/or XerCD, and in vivo on plasmids. Data indicate that both XerC and XerD block FtsK translocation but not dif.
