Christian Lesterlin

Transfert horizontal d’ADN et dissémination de la résistance

Comprendre la façon dont une bactérie commensale devient résistante à certaines molécules par transfert horizontal de gènes est désormais une question centrale en microbiologie. Pour y répondre, il est possible de combiner génétique moléculaire et imagerie par microscopie sur des cellules vivantes. Cette approche s’est avérée être une stratégie efficace pour mieux comprendre les processus biologiques impliqués. De récentes évolutions des techniques d’imagerie haute résolution en temps réel, notamment la microscopie à illumination structurée (SIM, pour Structured-Illumination Microscopy), nous permettent d’observer en temps réel les déplacements de protéines et de fragments d’ADN avec une résolution auparavant inaccessible. Ces techniques d’imagerie sur cellules vivantes sont combinées avec des protocoles de préparation spécifiques des échantillons et des appareils de microfluidiques pour rendre possible l’observation de cellules en prolifération dans des conditions physiologiques, et ce pendant plusieurs générations. Ainsi, des processus fondamentaux qui n’avaient jusqu’alors été caractérisés que par des approches indirectes comme la génétique ou la biochimie peuvent aujourd’hui être étudiés directement dans le contexte d’une cellule vivante.

Nous étudions désormais l’acquisition d’ADN par conjugaison bactérienne à l’échelle cytologique. La conjugaison est un processus fondamental permettant l’acquisition d’ADN exogène et de nouvelles propriétés associées, comme la résistance à des pathogènes où des médicaments. Un des plus grands défis de ce domaine de recherche est de traduire notre connaissance des mécanismes moléculaire de la conjugaison à un contexte in vivo. C’est l’objectif principal de nos travaux. Pour cela, nous avons développé un système génétique qui permet la visualisation par microscopie de chaque étape clé du processus de conjugaison dans des cellules vivantes. A savoir le transfert d’ADN de la cellule donneuse à la cellule receveuse, le maintien de cet ADN nouvellement acquis, l’expression des nouveaux gènes dans la cellule receveuse et la mise en place par la suite de nouvelles propriétés comme la résistance à des antibiotiques. Nous étudions en particulier la dynamique d’acquisition d’un plasmide contenant un gène de résistance à la tétracycline pour caractériser la chronologie de la conversion d’une bactérie commensale en une bactérie résistante à un antibiotique.