Le contrôle de la division chez les
bactéries
Lydia Robert (INRA MICALIS & Laboratoire Jean Perrin)
Avril 2014
yazdi et al. (2012)Stewart et al. (2005)
Le cycle cellulaire bactérien
oriC
ter
Le modèle de Donachie : l’initiation de la réplication à masse constante
C Period D PeriodB PeriodT
ime
(min
)
Doubling time (min)
C+D
C
D
Multi-fork replicationSchaechter, Maaloe, Kjelgaard. 1958
Cooper & Helmsetter1968
Simulation ccycle
Cel
lmas
s
Time (min)
Le modèle de Donachie : l’initiation de la réplication à masse constante
Applet4.jar
Donachie 1968
Le modèle de Donachie remis en questionL’initiation à masse constante : vrai ou pas?
Wold et al. 1994 Bates et al. 2005
Quel lien entre l’initiation de la réplication et la division ?
Mutants avec altération de l’initiation: compensation dans la durée de réplication?
Le contrôle spatio-temporel de la division chez E. coli
Le système min
Occlusion du nucleoid
- Mulder & Woldringh 1989- Discovery of Slma/Noc proteins(Wu 2004; Bernhardt 2005)
From Männik et al 2012.
Le contrôle spatio-temporel de la division chez B.subtilis
Wu et al. 2011
Effet de l’initiation de la réplicationHarry et al.
Comment la cellule décide-t-elle de se diviser ?
Horloge interne ? mesure de taille?
OU
Les modèles mathématiques de croissance-division
2 Classical PDE models
The « timer » model : the division rate is age-dependent, size-independent
The « sizer » model: the division rate is size-dependent, age-independent
Age = time elapsed since birth
How does the bacterial cell decide to divide?
Is division triggered by a « timer »
or « sizer » mechanism ?
With Marie Doumic, Marc Hoffmann, Nathalie Krell
Data from Stewart et al. (2005) & Wang, Robert et al. (2010)
Testing the « timer » and « sizer » models
DATA
Age-size distribution simulated withthe « timer » model
Age-size distribution simulated withthe « sizer » model
Estimation of Estimation of
Estimation of the experimentalage-size distribution
Age (min)
Siz
e (µ
m)
Age (min)S
ize
(µm
)Age (min)
Siz
e (µ
m)
Doumic et al. 2011
Doumic et al. 2012
The « timer » model does not fit the data
DATA
SIMULATIONS of the TIMER model
Stewart et al. Wang, Robert et al.
Age (min)
Siz
e (µ
m)
Age (min)
Siz
e (µ
m)
Age (min)
Siz
e (µ
m)
Age (min)
Siz
e (µ
m)
The « timer » model is sensitive to biologically irrelevanthypotheses
Unrealistic for any exponentially growing organism
Various assumptions on the growth law of very small and very large cells
The « sizer » model fits the data well
DATA
SIMULATIONS of the SIZER model
Stewart et al. Wang, Robert et al.
Age (min)
Size (µm)
Size (µm)
Age (min)
Age (min)
Age (min)
Age (min)
Age (min)S
ize
(µm
)S
ize
(µm
)
Siz
e (µ
m)
Siz
e (µ
m)
Le modèle « Sizer »
Estimation
Simulation
Marie Doumic, Marc Hoffmann, Nathalie Krell
Stéphane Aymerich, Didier Chatenay, Jérôme Robert, Marina Elez
Acknowledgments
… And thank you for your attention !