Imagerie à haute résolution de la machinerie transcriptionnelle chez les mycobactéries pathogènes // high-resolution imaging of transcriptional machinery in pathogenic mycobacteria

Topic description

Mycobacterium tuberculosis, l'agent causal de la tuberculose, demeure l'une des principales causes de mortalité liée aux maladies infectieuses, avec environ 1,5 million de décès chaque année. L'augmentation alarmante des souches multirésistantes souligne l'urgence de mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine de la tolérance aux antibiotiques et de la pathogenèse. La virulence du pathogène, ainsi que sa résistance et sa tolérance aux traitements, sont en grande partie régulées au niveau de la transcription génique. L'ARN polymérase bactérienne (RNAP) est l'enzyme centrale de la transcription et la principale cible de la rifampicine, un antibiotique de première ligne contre la tuberculose. Chez M. tuberculosis, les régulateurs transcriptionnels RbpA et CarD s'associent à la RNAP pour contrôler l'initiation de la transcription et favoriser la survie bactérienne en conditions de stress. Ces deux facteurs sont étroitement liés à la tolérance aux antibiotiques et à la virulence. En particulier, RbpA interagit avec la sous-unité sigma de la RNAP, un déterminant clé de la reconnaissance des promoteurs et du déroulement de l'ADN. Nos travaux récents ont mis en évidence un niveau de régulation transcriptionnelle jusqu'alors insoupçonné : le facteur sigma de réponse au stress SigB induit l'oligomérisation de la RNAP en assemblages supramoléculaires de plus haut ordre. Cette découverte suggère que l'organisation spatiale de la machinerie transcriptionnelle pourrait jouer un rôle déterminant dans l'adaptation bactérienne. Ce projet vise à élucider la contribution de l'oligomérisation de la RNAP à la régulation génique et aux réponses au stress chez M. tuberculosis. En combinant imagerie de cellules vivantes à l'échelle de la molécule unique, approches biochimiques et analyses génétiques, nous visualiserons en temps réel la dynamique et les interactions des complexes transcriptionnels dans des bactéries vivantes. En établissant un lien entre l'organisation spatiale de la transcription et les stratégies de survie bactérienne, ce travail apportera des connaissances fondamentales inédites sur la biologie de M. tuberculosis.
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Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis, remains one of the leading causes of death from infectious disease, claiming approximately 1.5 million lives annually. The alarming rise of multidrug-resistant strains underscores an urgent need to better understand the molecular mechanisms underlying antibiotic tolerance and pathogenesis. The pathogen virulence, resistance and tolerance to drugs are largely regulated at the level of gene transcription. Bacterial RNA polymerase (RNAP), is the central enzyme of transcription and the primary target of the frontline anti-tuberculosis drug rifampicin. In M. tuberculosis, the transcriptional regulators RbpA and CarD associate with RNAP to control transcription initiation and promote bacterial survival under stress. Both factors are strongly linked to antibiotic tolerance and virulence. Notably, RbpA interacts with the sigma subunit of RNAP, a key determinant of promoter recognition and DNA unwinding. Our recent findings reveal a previously unrecognized layer of transcriptional regulation: the stress-response sigma factor SigB drives the oligomerization of RNAP into higher-order supramolecular assemblies. This discovery suggests that spatial organization of the transcriptional machinery may play a critical role in bacterial adaptation. This project aims to uncover how RNAP oligomerization contributes to gene regulation and stress responses in M. tuberculosis. By integrating single-molecule live-cell imaging with biochemical and genetic approaches, we will visualize, in real time, the dynamics and interactions of transcriptional complexes in living bacteria. By linking the spatial organization of transcription to bacterial survival strategies, this work will provide fundamentally new insights into M. tuberculosis biology.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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