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Ce remodelage est crucial pour sa résistance exceptionnelle aux conditions extrêmes comme les rayonnements ionisants et UV, ainsi que la sécheresse prolongée. Cette découverte enrichit notre compréhension des mécanismes de survie de cette bactérie unique.
© CEA
Le remodelage du nucléoïde est une stratégie courante chez les bactéries pour protéger leur ADN face à des stress externes. Ce processus est principalement contrôlé par les protéines NAPs (Nucleoid Associated Proteins) qui interagissent avec l'ADN afin de compacter le génome. Cette compaction aide à préserver l'intégrité du matériel génétique en conditions défavorables.
Dans des études antérieures, les chercheurs de cette équipe ont montré que le nucléoïde de D. radiodurans était compact, mais néanmoins dynamique pour s'adapter à la morphologie de la cellule au cours du cycle cellulaire.
Cette nouvelle étude examine l'impact de deux stress sur la morphologie et l'état de compaction du nucléoïde: l'exposition aux rayons UV-C qui endommage le génome, et une carence nutritive entraînant une phase stationnaire qui limite la croissance. L'étude évalue également comment ces stress affectent la mobilité de la protéine HU, principale NAP du nucléoïde, afin d'évaluer comment elle interagit avec l'ADN.
L'étude montre que les stress nutritif et UV-C provoquent une compaction rapide du nucléoïde, mais par des mécanismes différents. La mobilité de HU diminue en réponse à la carence nutritive, tandis qu'elle augmente sous l'exposition aux UV-C. Après une phase de condensation rapide due aux UV-C, le nucléoïde se décompacte lentement, permettant à HU de retrouver sa mobilité normale et au nucléoïde de revenir à sa structure initiale, prêt pour la reprise de la croissance cellulaire.
Photo du microscope. A droite, en incrustation marquages du nucléoïde en vert et de la membrane en rouge:
(1) Nucléoïdes normaux.
(2) Nucléoïdes compacts suite à une carence nutritive.
(3) Nucléoïdes compacts suite à une irradiation aux UV-C.
© CEA
Cette recherche a permis, pour la première fois, d'observer en temps réel le processus de remodelage du nucléoïde chez
D. radiodurans, grâce à des techniques avancées de microscopie de fluorescence. Cette observation directe enrichit notre compréhension des mécanismes de résistance de cette bactérie exceptionnelle.
Références:
Vauclare P, Wulffelé J, Lacroix F, Servant P, Confalonieri F, Kleman JP, Bourgeois D and Timmins J.
Stress-induced nucleoid remodeling in Deinococcus radiodurans is associated with major changes in Heat Unstable (HU) protein dynamics.
Nucleic Acids Res 2024.