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Rôle des ADN topoisomérases et du surenroulement de l'ADN dans l'expression génique chez Escherichia coli lors de stress environnementaux

Charles Fortin
Eric Massé
Marc Drolet
CF

Membre a labase

Charles Fortin

Résumé de la communication

Chez E. coli, lors de l'élongation transcriptionnelle, le déplacement de l'ARN polymérase le long de l'ADN génère du surenroulement négatif en amont et surenroulement positif en aval ("twin-domain model"), lieux d'action respectifs de la topoisomérase I (relaxation de l'ADN) et de la gyrase (introduction de supertours négatifs). Lors de la transcription, l'augmentation du surenroulement négatif dû à l'inactivation de la topoisomérase I entraîne la séparation des brins d'ADN et permet la production d'hybrides ARN-ADN ("R-loops"). Chez les mutants topA (topo I), l'inhibition de croissance peut être corrigée par la surproduction de la RNase H, une enzyme dégradant le brin d'ARN dans les hybrides ADN-ARN. Le fait que la surproduction de la RNase H permet l'adaptation de mutants topA à différents stress ("shift-up" nutritionnel, "cold-shock") a permis l'élaboration d'un modèle de formation des "R-loops" lié au découplage transcription-traduction (4) : lors de stress environnementaux, l'arrêt temporaire de la traduction (adaptation des ribosomes) entraîne la libération du brin naissant d'ARN messager qui peut alors s'hybrider au brin d'ADN matrice formant ainsi le "R-loop". Afin d'évaluer l'effet du découplage transcription-traduction sur la formation de "R-loops", nous avons mesuré les niveaux de surenroulement du plasmide pBR322, extrait de mutants topA, préalablement exposés à un inhibiteur de la traduction, la spectinomycine. La formation de plasmides hypersurenroulés négativement sensible au niveau intracellulaire de RNase H démontre bien que le couplage étroit de la transcription et de la traduction est un moyen efficace de prévenir la formation de R-loops. Nous présenterons également des résultats montrant que la formation de R-loops peut avoir un impact important lorsque les bactéries sont soumises à des conditions environnementales favorisant le découplage traduction-transcription par électrophorèse sur gel d'agarose contenant de la chloroquine et l'expression génique sera étudiée par la méthode de "pulse-labeling" à la S35-méthionine suivie d'un SDS-PAGE. La réalisation de ce projet de recherche permettra d'obtenir des informations importantes au niveau de l'adaption des bactéries face à différents stress. Finalement, l'étude de ce modèle procaryote pourra servir de base à une recherche semblable chez les organismes eucaryotes.

Contexte

Section :
Biochimie, biologies cellulaire et moléculaire
news icon Domaine de la communication :
Biochimie, biologies cellulaire et moléculaire
host icon Hôte : Université de Montréal

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Thème du communication :

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