Cassette recombination dynamics within chromosomal integrons are regulated by toxin-antitoxin systems.


Journal

Science advances
ISSN: 2375-2548
Titre abrégé: Sci Adv
Pays: United States
ID NLM: 101653440

Informations de publication

Date de publication:
12 Jan 2024
Historique:
medline: 12 1 2024
pubmed: 12 1 2024
entrez: 12 1 2024
Statut: ppublish

Résumé

Integrons are adaptive bacterial devices that rearrange promoter-less gene cassettes into variable ordered arrays under stress conditions, thereby sampling combinatorial phenotypic diversity. Chromosomal integrons often carry hundreds of silent gene cassettes, with integrase-mediated recombination leading to rampant DNA excision and integration, posing a potential threat to genome integrity. How this activity is regulated and controlled, particularly through selective pressures, to maintain such large cassette arrays is unknown. Here, we show a key role of promoter-containing toxin-antitoxin (TA) cassettes as systems that kill the cell when the overall cassette excision rate is too high. These results highlight the importance of TA cassettes regulating the cassette recombination dynamics and provide insight into the evolution and success of integrons in bacterial genomes.

Identifiants

pubmed: 38215203
doi: 10.1126/sciadv.adj3498
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Sous-ensembles de citation

IM

Pagination

eadj3498

Auteurs

Egill Richard (E)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.
Sorbonne Université, ED515, F-75005 Paris, France.

Baptiste Darracq (B)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.
Sorbonne Université, ED515, F-75005 Paris, France.

Eloi Littner (E)

Sorbonne Université, ED515, F-75005 Paris, France.
Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Microbial Evolutionary Genomics, 75015 Paris, France.
DGA CBRN Defence, 91710 Vert-le-Petit, France.

Claire Vit (C)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.
Sorbonne Université, ED515, F-75005 Paris, France.

Clémence Whiteway (C)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.

Julia Bos (J)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.

Florian Fournes (F)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.

Geneviève Garriss (G)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.

Valentin Conte (V)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.

Delphine Lapaillerie (D)

University of Bordeaux, Fundamental Microbiology and Pathogenicity Laboratory, CNRS, UMR 5234, SFR TransBioMed, Bordeaux, France.
Viral DNA Integration and Chromatin Dynamics Network (DyNAVir), France.

Vincent Parissi (V)

University of Bordeaux, Fundamental Microbiology and Pathogenicity Laboratory, CNRS, UMR 5234, SFR TransBioMed, Bordeaux, France.
Viral DNA Integration and Chromatin Dynamics Network (DyNAVir), France.

François Rousset (F)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR6047, Synthetic Biology, 75015 Paris, France.

Ole Skovgaard (O)

Department of Science, Systems and Models, Roskilde University, Roskilde DK-4000, Denmark.

David Bikard (D)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR6047, Synthetic Biology, 75015 Paris, France.

Eduardo P C Rocha (EPC)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Microbial Evolutionary Genomics, 75015 Paris, France.

Didier Mazel (D)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.

Céline Loot (C)

Institut Pasteur, Université Paris Cité, CNRS UMR3525, Unité Plasticité du Génome Bactérien, 75015 Paris, France.

Classifications MeSH