La réparation des cassures double brin d'ADN par NHEJ peut-elle mener à l’intégration d’ADN exogène chez Streptomyces ambofaciens ?
Abstract
Streptomyces bacteria are a model for studying genomic plasticity and chromosomal rearrangements. The Strada team at the Dynamic laboratory wishes to understand the mechanisms involved in this genetic plasticity, by studying the repair of DNA double-stranded breaks (DSB). The team recently demonstrated that in Streptomyces ambofaciens, Non Homologous End Joining (NHEJ), which is inherently mutagenic, allowed the ectopic insertion of endogenous DNA at the site of repair of these breaks. The objective of the internship was to study the involvement of NHEJ in the integration of exogenous DNA in S. ambofaciens. To do this, a conjugation strategy between two S. ambofaciens allowing the transfer of exogenous chromosomal DNA in a receptor bacterium was developed. The strategy was to induce a targeted DSB in the receptor genome using the constitutive expression of a meganuclease, and to determine whether its repair enabled the integration of exogenous DNA. This work demonstrated the transfer and integration of a chromosomal marker into the genome of the receptor at high frequency. The genetic tool allowing the transfer of the meganuclease into the receptor genome during conjugation was validated. The perspective is now to analyse all the repair events at the target DSB in order to screen putative integration of exogenous DNA by NHEJ.
Les bactéries du genre Streptomyces sont un modèle d’étude de la plasticité génomique et des réarrangements chromosomiques. L’équipe Strada du laboratoire DynAMic cherche à comprendre les mécanismes impliqués dans cette plasticité génétique, en étudiant la réparation des cassures double brin (DSB) d’ADN. L’équipe a récemment démontré que chez Streptomyces ambofaciens, la réparation par recombinaison illégitime (NHEJ), qui est intrinsèquement mutagène, permettait l’intégration ectopique d’ADN endogène au niveau de d’une DSB. L’objectif du stage était d’étudier l’implication du NHEJ dans l’intégration d’ADN exogène chez S. ambofaciens. Pour ce faire une stratégie de conjugaison entre deux S. ambofaciens permettant le transfert d’ADN chromosomique exogène dans une bactérie réceptrice a été mise en place. La stratégie était d’engendrer une DSB ciblée dans le génome de la réceptrice à l’aide de l’expression constitutive d’une méganucléase, et de déterminer si sa réparation pouvait conduire à l’intégration de l’ADN chromosomique exogène. Ce travail a permis de mettre en évidence le transfert et l’intégration d’un marqueur chromosomique à haute fréquence dans le génome de la réceptrice. L’outil permettant d’apporter le gène de la méganucléase dans le génome de la réceptrice au cours de la conjugaison a été validé. La perspective est maintenant d’analyser toutes les réparations effectuées au niveau de la DSB ciblée afin de cribler les éventuelles intégrations d’ADN exogène par NHEJ.