Biosynthèse et évaluation fonctionnelle de nouveaux peptides antimicrobiens issus de microbiomes intestinaux de mammifères

L’OMS a identifié la résistance aux antibiotiques comme étant l’une des menaces majeures pour la santé humaine. Selon les prédictions, le nombre de décès en lien avec l’antibiorésistance est estimée à 10 millions par an en 2050. Cette situation amène les scientifiques à trouver de nouvelles molécules, idéalement naturelles, dont la structure et le mode d’action diffèrent par rapport aux antibiotiques conventionnels, pour pallier les phénomènes de résistance. Une alternative prometteuse concerne les peptides antimicrobiens de la famille des RiPPs (ribosomally synthesized and post-translationally modified peptides) produits par des bactéries. De nombreux travaux montrent que le microbiome intestinal joue un rôle très important dans la santé de l’hôte. Parmi les mécanismes mis en œuvre, la production de peptides antimicrobiens apparait importante. Une partie de nos travaux, menés en collaboration, vise à identifier des nouveaux peptides antimicrobiens issus d’écosystèmes biologiques complexes par des méthodes de métagénomique. A ce jour, nous avons identifié une dizaine de séquences potentiellement intéressantes. Dans ce projet, nous nous intéresserons à la biosynthèse des peptides antimicrobiens ainsi qu’à leur caractérisation biochimique et structurale. Une partie importante du sujet sera consacrée à l'activité biologique de ces composés sur des pathogènes résistantes et multi-résistants aux antibiotiques conventionnels. Le mode d'action ainsi que la toxicité seront abordés pour les peptides les plus efficaces

Implication des protéines paralogues de Rad51 dans la formation des filaments Rad51 lors de la réparation de l'ADN

La recombinaison homologue (RH) est un mécanisme majeur de réparation des cassures double-brin de l'ADN induites par les radiations ionisantes. Une étape clé de la RH est la formation de filaments nucléoprotéique Rad51 sur l'ADN simple brin généré par ces cassures. Nous avons montré qu'un contrôle strict de ces filaments est essentiel, afin que la RH n'induise pas elle-même des réarrangements chromosomiques (eLife 2018, Cells 2021). Chez l'homme, les homologues fonctionnels des protéines de contrôle sont des suppresseurs de tumeurs. Ainsi, le contrôle de la RH semble être aussi important que le mécanisme de la RH lui-même. Notre projet implique l'utilisation de nouveaux outils moléculaires permettant une véritable percée dans l'étude de ces contrôles. Nous utiliserons une version fonctionnelle fluorescente de la protéine Rad51 développée pour la première fois par nos collaborateurs A. Taddei (Institut Curie), R. Guérois et F. Ochsenbein (I2BC, Joliot, CEA). Cette avancée majeure nous permettra d'observer l'influence des protéines de contrôle sur la réparation de l'ADN par microscopie dans des cellules vivantes. Nous avons également développé des modèles structuraux très précis des mégacomplexes de protéines de contrôle en association avec les filaments Rad51. Cette étude a également conduit à l'identification de domaines spécifiques pour chaque protéine paralogue, en dehors du noyau structurellement conservé de type Rad51, qui pourraient définir la spécificité de chaque protéine paralogue. Nous utiliserons une approche multidisciplinaire basée sur la génétique, la biologie moléculaire, la biochimie, la structure des protéines et des méthodes de microscopie, et la levure comme organisme modèle pour étudier les conséquences de l'ablation de ces domaines spécifiques. Nous rechercherons également des protéines liant spécifiquement ces domaines. Leur identification sera cruciale pour comprendre la fonction des complexes paralogues de Rad51 et aideront à développer de nouvelles approches thérapeutiques.

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