Présence du système de recombinaison spécifique de site Xer chez des espèces du groupe des bactéries lactiques

Abstract

Chez les procaryotes, la réplication du chromosome peut entraîner la dimérisation des deux nouveaux chromosomes par recombinaison homologue. La fréquence de ce phénomène est particulièrement élevée dans la région du terminus de réplication du chromosome de E. coli, notamment aux sites Hot et TTiZ. Si le dimère chromosomique n'est pas résolu avant la partition dans les cellules-filles, il y aura filamentation cellulaire et aberration chromosomique. Pour contrer ce phénomène, E. coli a mis en place un système de résolution de dimères, soit le système de recombinaison spécifique de site Xer.

Chez E. coli, ce système comprend les recombinases XerC et XerD et le site chromosomique dif situé dans la région du terminus de réplication. Les recombinases s'arriment d'abord aux sites dif des chromosomes formant le dimère, puis il y a coupure et échange des brins libérant ainsi les chromosomes à leurs formes monomères.

La répartition de ce système de résolution de dimères est assez bien documentée parmi les bactéries Gram négatives. Cependant, peu d'études se sont penchées sur les bactéries Gram positives. Le but de notre étude est de détecter la présence de ce système chez treize espèces de bactéries Gram positives du groupe des bactéries lactiques, certaines étant très importantes dans l'industrie alimentaire. Plusieurs techniques ont été employées, dont l'hybridation Southern, l'amplification génique avec amorces dégénérées issues des séquences des recombinases déjà connues, l'amplification génique dite "inverse", ainsi que le séquençage. Nous avons également utilisé un programme informatique afin de dégager la phylogénie et les ressemblances entre les recombinases de Gram positives et entre celles-ci et les recombinases déjà connues des bactéries Gram négatives.

Par hybridation Southern, nous avons réussi à démontrer la présence d'un site analogue au site dif de E. coli chez Lactobacillus casei. De plus, l'amplification génique avec amorces dégénérées a montré que cette dernière espèce ainsi que les espèces Lactobacillus plantarum souche 8014, Lactobacillus plantarum souche 14917 et Lactobacillus bulgaricus 737 possèdent toutes au moins une recombinase de type Xer. Nous n'avons pas obtenu de séquences pour les autres espèces de bactéries, peut-être à cause d'un manque d'homologie entre les amorces et l'ADN ciblé.

Les régions amplifiées de ces quatre souches, correspondant à environ 430 pb du bout C-terminal de la recombinase, ont été séquencées, puis des amorces ont été fabriquées à partir de la séquence de L. casei. Ces amorces devaient amplifier les régions flanquant la séquence connue (amplification "inverse"), permettant ainsi d'obtenir une séquence complète du gène. Nous n'avons pas obtenu de résultats avec cette technique, peut-être à cause de la formation de boucles C-G dans l'ADN simple-brin lors de certains cycles de l'amplification. Les quatre séquences ont ensuite été comparées et une phylogénie a été établie. Nous avons trouvé que ces séquences formaient un groupe phylogénique fortement apparenté et qu'elles ressemblaient le plus aux séquences XerD des bactéries Gram négatives, ces dernières ressemblances surpassant même celles avec la recombinase XerD de la bactérie Gram positive B. subtilis. Ces derniers résultats suggèrent la possibilité d'une évolution différente des recombinases XerD à l'intérieur du groupe des Gram positives que nous avons examiné.