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Mes projets de recherche visent à comprendre la manière dont les organismes acquièrent et maintiennent une forme donnée. J’étudie pour cela une bactérie modèle en forme de bâtonnet, Bacillus subtilis et plus précisément, la façon dont ces cellules synthétisent et maintiennent leur enveloppe, la paroi cellulaire. Cette paroi forme une structure externe rigide, protectrice, qui constitue le principal déterminant de la forme chez les bactéries, et parce qu’elle est essentielle à leur survie, une cible majeure des molécules antibiotiques. Dans ce but, j’étudie la machinerie de synthèse de la paroi et en particulier le rôle des homologues bactériens de l’actine (MreB), protéines formant des polymères mobiles à la dynamique complexe. Ces études font appel principalement à des approches de génétique moléculaire, de biochimie et de microscopie dites de super-résolution (TIRF, SIM, PALM, SPT).
Les projets en cours :

• Caractérisation in vivo des complexes de MreB au niveau de leur propriété dynamique (vitesse, direction), de leur structure (taille, forme) et de la relation entre les deux, par des approches de microscopie de fluorescence à haute résolution (SIM-TIRFM, PALM) (C. Billaudeau).
• Construction/caractérisation d’une banque de mutants de MreB révélant des résidus clés pour l’activité biochimique de la protéine, sa capacité à polymériser, à former des multimers hétérologues ou interagir avec d’autres partenaires. (A. de San Eustaquio-Campillo, C. Cornilleau).
• Caractérisation biochimique des homologues d’actine de B. subtilis), et en particulier leur capacité de polymérisation et de dégradation de nucléotides. Ce projet s’appuie également sur les mutants révélés par le criblage génétique (banque) (W. Mao).
• Criblage et caractérisation de mutants suppresseurs permettant le rétablissement de la croissance en absence des MreBs.
• Recherche de partenaires interagissant avec MreB (crible génétique) (C. Cornilleau).
• Recherche d’inhibiteurs spécifiques de MreB par criblage de banque de molécules. La protéine MreB étant essentielle à la croissance, elle constitue une cible de choix pour la recherche de molécules inhibitrices, tant d’un point de vue fondamental (comme outil d’étude) qu’appliqué (comme antibiotique potentiel). (Poste ouvert).
• Recherche de déterminants de la forme par criblage d’une banque de mutants ordonnés de B. subtilis. (D. Juillot).

22. Hamouche L, Billaudeau C, Rocca A, Chastanet A, Ngo S, Laalami S, Putzer H. Dynamic Membrane Localization of RNase Y in Bacillus subtilis. mBio. 2020 Feb 18;11(1):e03337-19. doi: 10.1128/mBio.03337-19.

21. Billaudeau C, Chastanet A, Carballido-López R. Processing TIRF Microscopy Images to Characterize the Dynamics and Morphology of Bacterial Actin-Like Assemblies. Methods Mol Biol. 2020 Jan; 2101:135-145. doi: 10.1007/978-1-0716-0219-5_9.

20. Cornilleau C, Chastanet A, Billaudeau C, Carballido-López R. Methods for Studying Membrane-Associated Bacterial Cytoskeleton Proteins In Vivo by TIRF Microscopy. Methods Mol Biol. 2020 Jan; 2101:123-133. doi: 10.1007/978-1-0716-0219-5_8.

19. Billaudeau C, Yao Z, Cornilleau C, Carballido-Lopez R, Chastanet A. MreB Forms Subdiffraction Nanofilaments during Active Growth in Bacillus subtilis. MBio. 2019 Jan 29; doi: 10.1128/mBio.01879-18.

18. Krokowski S, Lobato-Márquez D, Chastanet A, Pereira PM, Angelis D, Galea D, Larrouy-Maumus G, Henriques R, Spiliotis ET, Carballido-López R, Mostowy S. Septins Recognize and Entrap Dividing Bacterial Cells for Delivery to Lysosomes. Cell Host Microbe. 2018 Dec 12; doi: 10.1016/j.chom.2018.11.005.

17. De San Eustaquio-Campillo A, Cornilleau C, Guérin C, Carballido-López R and Chastanet A. “PamR, a new MarR-like regulator affecting prophages and metabolic genes expression in Bacillus subtilis.” PLoS ONE. 2017. Dec 14; 12(12): e0189694. Doi: 10.1371/journal.pone.0189694.

16. Billaudeau C*, Chastanet A*, Yao Z*, Cornilleau C, Mirouze N, Fromion V and Carballido-Lopez R. “Contrasting mechanisms of growth in two model rod-shaped bacteria.” Nat. Comms. 2017, Jun; DOI: 10.1038/ncomms15370.

15. Mirouze N, Ferret C, Yao Z, Chastanet A, Carballido-López R. “MreB-Dependent Inhibition of Cell Elongation during the Escape from Competence in Bacillus subtilis”. PLoS Genet. 2015 Jun 19;11(6): e1005299.

14. Rueff AS*, Chastanet A*, Dominguez-Escobar J, Yao Z, Yates J, Prejean M-V, Delumeau O, Noirot P, Wedlich-Soldner R, Filipe SR, and Carballido-Lopez R. “An early cytoplasmic step of peptidoglycan synthesis is associated to MreB in Bacillus subtilis.” Mol. Microbiol. 2014, Jan; 91(2):348-62.

13. Chastanet A and Carballido-Lopez R. “The actin-like MreB proteins in Bacillus subtilis: a new turn.” Front Biosci (Schol Ed.) 2012, Jun 1;4:1582-606.

12. Dominguez-Escobar J, Chastanet A*, Crevenna AH*, Fromion V, Wedlich-Soldner R, Carballido-Lopez R. “Processive movement of MreB-associated cell-wall biosynthetic complexes in bacteria”. Science 2011, 333; 225 - 228

11. Chastanet A and Losick R. “Just-in-time control of Spo0A synthesis in Bacillus subtilis by multiple regulatory mechanisms”. J Bacteriol. 2011, 193(22):6366-74

10. Chastanet A, Vitkup D, Yuan GC, Norman TM, Liu JS, Losick RM. “Broadly heterogenous activation of the master regulator for sporulation in Bacillus subtilis”. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010;May 4;107(18):8486-91

9. Banse AV, Chastanet A, Rahn-Lee L, Hobbs EC, Losick R. “Parallel pathways of repression and antirepression governing the transition to stationary phase in Bacillus subtilis.” Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008;105(40):15547-52.

8. Chastanet A and Losick. R. "Engulfment during sporulation in Bacillus subtilis is governed by a multi-protein complex containing tandemly acting autolysins". Mol. Microbiol. 2007 64:139-52.

7. Arnaud M, Chastanet A and Débarbouillé M. "New vector for efficient allelic replacement in naturally non-transformable, low-GC-content, Gram-positive bacteria". Appl Environ Microbiol. 2004 70: 6887-91.

6. Frees D, Chastanet A, Qazi S, Sorensen K, Hill P, Msadek T and Ingmer H. "Clp ATPases are required for stress tolerance, intracellular replication and biofilm formation in Staphylococcus aureus". Mol. Microbiol. 2004 54:1445-62.

5. Chastanet A, Derré I, Nair S and Msadek T. "clpB, a novel member of the Listeria monocytogenes CtsR regulon, is involved in virulence but not in general stress tolerance". J. Bacteriol. 2004 186:1165-1174

4. Chastanet A, Fert J and Msadek T. "Comparative genomics reveal novel heat shock regulatory mechanisms in Staphylococcus aureus and other Gram positive bacteria". Mol. Microbiol. 2003 47:1061-73.

3. Chastanet A, Msadek T. "clpP of Streptococcus salivarius is a novel member of the dually regulated class of stress response genes in Gram-positive bacteria". J Bacteriol. 2003 185:683-87

2. Chastanet A, Prudhomme M, Claverys JP, Msadek T. "Regulation of Streptococcus pneumoniae clp genes and their role in competence development and stress survival". J Bacteriol. 2001 183:7295-307.

1. Venderbure C, Chastanet A, Boudsocq F, Sommer S, Bailone A. "Inhibition of homologous recombination by the plasmid MucA'B complex". J Bacteriol. 1999 181:1249-55.

(* authors contributed equally to the work).

L’envie de faire de la recherche m’est venue bien avant la thèse, probablement avant de savoir de quoi il s’agissait réellement… Je n’ai douté qu’une fois durant ces années universitaires mais une fois la thèse commencée, ce choix s’est révélé le bon tant il s’agit d’une expérience unique, enrichissante professionnellement et personnellement.
J’ai réalisé ma thèse de microbiologie au tournant du millénaire, à l’institut Pasteur de Paris, où j’étudiais l’adaptation –la réponse génétique- des bactéries aux stress. Je suis ensuite parti quelques années à Harvard aux États-Unis (Cambridge, Ma), pour acquérir une expérience postdoctorale. Celle-ci s’est révélée déterminante pour mon orientation thématique puisque je me suis éloigné de la « régulation génétique » et ai pris goût aux sujets portant sur le « développement bactérien » et leur corollaire, la microscopie. Ce séjour s’est avéré extrêmement enrichissant tant d’un point de vue scientifique que personnelle et reste à mon avis un « must do ».
Puis je suis revenu en France en 2009 pour rejoindre l’équipe de Rut Carballido-Lopez et travailler sur la forme bactérienne, et suis devenu statutaire trois ans plus tard. J’encadre aujourd’hui un petit noyau focalisé sur l’homologue bactérien de l’actine.