Study of the transposition mechanism of the IS608 bacterial insertion sequence
Etude du mécanisme de transposition de la Séquence d'Insertion bactérienne IS608
Résumé
Transposons play a fundamental role in the plasticity and evolution of bacterial bacterial genomes. This thesis concerns the study of the transposition mechanism of one of them, the IS608 insertion sequence isolated from Helicobacter pylori. IS608 belongs to a family of atypical transposons, the IS200/IS605 group, whose members are highly represented in eubacteria and archaea. Our work highlights a new class of transposases and a novel transposition mechanism. We have shown that, unlike all other known transposition systems, the IS608 transposase is active only on single-stranded DNA. We have developed a recombination system that reconstitutes all the cleavage and strand transfer steps required for IS608 transposition in vitro. TnpA does not resemble any characterised transposase, but is similar to the endonucleases of the HUH superfamily, which includes proteins involved in the initiation of rolling circle replication and the replication of certain eukaryotic viruses (Rep proteins), and in the transfer of conjugative plasmids (relaxases). We show that the binding of an appropriate DNA induces TnpA activation, selects the cleavage site, and directs integration into a specific specific target. These results provide insights into the selection of the and we have the tools to modify the insertion specificity of the element.
Les transposons jouent un rôle fondamental dans la plasticité et l’évolution des génomes bactériens. Ce mémoire concerne l’étude du mécanisme de transposition de l’un d’entre eux, la séquence d’insertion IS608 isolée chez Helicobacter pylori. IS608 appartient à une famille de transposons atypiques, le groupe IS200/IS605, dont les membres sont fortement représentés chez les eubactéries et les archae. Nos travaux mettent en évidence une nouvelle classe de transposases et un mécanisme de transposition inédit. Nous montrons que, à la différence de tous les autres systèmes de transposition connus, la transposase d’IS608 est active uniquement sur un ADN simple brin. Nous avons développé un système de recombinaison qui reconstitue toute les étapes de clivages et transferts de brin nécessaires à la transposition d’IS608 in vitro. TnpA ne ressemble à aucune transposase caractérisée, mais s’apparente aux endonucléases de la superfamille HUH, qui inclue des protéines impliquées dans l’initiation de la réplication en cercle roulant et la réplication de certains virus eucaryotes (protéines Rep), et dans le transfert de plasmides conjugatifs (relaxases). Nous montrons que la fixation d’un ADN approprié induit l’activation de TnpA, sélectionne le site de clivage, et dirige l’intégration dans une cible spécifique. Ces résultats apportent des éléments concernant la sélection de la séquence cible, et nous possédons les outils permettant de modifier la spécificité d’insertion de l’élément.
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