La dynamique de la région Terminale contrôle la fin du cycle cellulaire

affecte la dynamique de tout le nucléoïde. Le retard de division observé quand MatP n’organise plus cette région, a pour origine la mobilité plus importante des loci dans les régions Left et NS-R. Ces régions possèdent des SBS, qui inhibent après liaison de dimères de SlmA, la formation de l’anneau Z au centre de la cellule. Quand ces régions sont plus mobiles en fin de cycle cellulaire, elles peuvent localiser plus souvent au centre de la cellule et retarder la mise en place du septum de division.

Nous avons montré que l’organisation de la région Terminale en un Macro Domaine par MatP augmente le taux de recombinaison au site dif. Cependant, les tests de recombinaison génétique et les analyses microscopiques n’ont pas été réalisés dans les même conditions de croissance, lesquelles modifient la dynamique de la région Terminale. Peut-on corréler, l’effet de la présence MatP sur la recombinaison au site dif (Figure 37) avec, la perte de mobilité des loci de la FHAR mesurée par MSD et observé en microscopie à fluorescence ? Il faudrait, pour être certain que cette corrélation existe, analyser le pourcentage de recombinaison en condition lente de croissance.

Pour préciser l’importance de MatP dans la recombinaison à dif, il serait intéressant de regarder si c’est la condensation en tétramères de MatP (mesure du taux de recombinaison

dans un mutant MatP incabable de former des tétramères) ou la localisation médiée via l’interaction de MatP avec ZapB qui est responsable de cette perte de recombinaison (mesure du taux de recombinaison en zapB-). La délétion progressive de sites matS, de l’extérieur en direction du site dif, et du site dif en direction de l’extérieur du MD Ter, dans deux séries de souches, et la mesure du pourcentage de recombinaison des loci dans chaque souche, permettraient de comprendre plus précisément le rôle de MatP dans l’efficacité de recombinaison au site dif. Est-ce que seuls les deux sites matS dans le voisinage du site dif (sites positionnés à 1561 kb et 1598 kb, site dif à 1588kb) sont suffisants pour avoir une recombinaison efficace au site dif ? Ou est-ce que c’est la perte d’organisation de toute la région Terminale ou de la FHAR en un MD qui est responsable de la perte de recombinaison au site dif ?

L’analyse de la mobilité des foci ainsi que de leur localisation et ordre de ségrégation dans une souche zapB- permettrait de savoir si la perte de localisation préférentielle de la FHAR, au centre de la cellule, peut altérer la mobilité des foci en dehors de cette région. La région Terminale possède une localisation subcellulaire préférentiellement en périphérie du nucléoïde tout au long du cycle. La localisation de la région Terminale au centre de la cellule en fin de cycle semble être restreinte à la périphérie du nucléoïde (Meile 2011). Or, la réplication peut se faire aussi en périphérie du nucléoïde comme chez B. subtilis (Berlatzky

2008). Comment s’organise la région Terminale quand elle est progressivement répliquée ?

Quand la région Terminale est répliquée, elle reste au centre de la cellule et interagit avec le septum de division via l’interaction ZapB/MatP. Mais quand ZapB n’est pas encore présente au septum une fois la réplication terminée en conditions lente de croissance, comment s’organisent les loci dans la région Terminale ? Répondre à cette question nous permettrait de savoir si, pendant la période post réplicative et avant que le septum ne soit formé, la région Terminale est organisée de la même manière que quand le septum est formé. Analyser la localisation de loci, en fonction de la présence ou non d’un septum quand la région Terminale est au centre, dans le petit axe de la cellule, nous permettrait de savoir si par exemple, la FHAR possède une localisation périphérique ou centrale. Timer la ségrégation des loci de la région Terminale et leur localisation dans des souches possédant un marqueur précoce du divisome comme ZapB ou ZapA, nous permettrait de préciser d’avantage la dynamique spatio-temporelle de la région Terminale en fin de cycle celullaire.

3-Cohésion et topologie terminale

La cohésion de la région Terminale a deux sources : une cohésion post-réplicative commune à tous les loci répliqués, et une cohésion étendue. Il a été montré que dans un mutant matP-, les interactions entre chromosomes frères sont maintenues dans la région Terminale suggérant que MatP n’est pas le seul responsable de la cohésion post réplicative de cette région (Lesterlin 2012). En fin de réplication les pré-caténanes non résolus deviennent des caténanes qui pourraient maintenir les deux régions terminales cohésives.

La résolution de la cohésion de la région Terminale intervient tardivement. Si l’activité de la Topoisomérase IV est continuelle tout au long du cycle, la cohésion de la région Terminale devrait être perdue rapidement après la fin de la réplication. Or, ce n’est pas le cas. Il y a donc deux hypothèses : soit l’activité de la TopoIV est régulée temporellement après la fin de la réplication, soit un très grand nombre de caténanes sont formés en fin de réplication dans la région Terminale ce qui retarderait leur résolution. La deuxième hypothèse est la plus probable puisqu’il faudrait une période longue pour résoudre tous ces liens en fin de cycle et que cette résolution soit progressive de l’Origine vers le site dif. Il a d’ailleurs été observé in

vitro, que le site dif est le site où l’activité de la Topoisomérase IV est la plus élevée et que

l’activité de FtsK modulerait celle de la Topoisomérase IV (Bigot 2010).

De plus, l’activité de translocation de FtsK au site dif change la topologie de cette région (Saleh 2004). Nous ignorons toujours comment sont gérés ces stress topologiques en fin de cycle. De même du timing de la résolution des dimères de chromosome par rapport à la résolution des liens d’inter-caténation. On ignore aussi l’origine de la cohésion étendue dans la région Terminale. De nombreuses questions sur la topologie en fin de cycle cellulaire sont encore sans réponses.

Une sous partie de mes travaux de thèse avait pour objectif de construire des souches où l’activité de la Topoisomérase IV (gènes parC et parE) pouvait être contrôlée de manière très précise. Dans les différents travaux où l’activité de la TopoIV a été modulée in vivo, un plasmide sur-exprimant la Topo IV, dans un contexte où les loci sauvages des gènes parC et

parE n’ont pas été altérés, a été utilisé. Notre objectif était de construire une souche avec le

gène parC/parE ou un opéron parC-parE au locus araB et/ou lacZ, puis d’induire l’expression de l’une, l’autre ou les deux sous unités à une certaine période du cycle cellulaire dans une population synchronisée. Pour caractériser précisément le rôle de la TopoIV, la suppression, dans de telles souches, des loci sauvages des gènes parC et/ou parE nous aurait permis de sous exprimer la Topo IV. Trouver des conditions optimales d’inductions similaires

à la souche sauvage sera une étape cruciale pour permettre de caractériser le rôle de la TopoIV dans la ségrégation des loci dans la région Terminale.