La protéine Hfq est un régulateur bactérien qui intervient dans de nombreux aspects du métabolisme des acides nucléiques (ARN et ADN).

• Elle joue notamment un rôle essentiel dans la réplication du bactériophage Qβ, virus à ARN à brin unique à polarité positive, qui infecte les bactéries comme Escherichia coli, bactérie commune de la flore intestinale.
• Elle régule aussi l'efficacité de la traduction des ARN messagers et aide à compacter l'ADN double brin au sein des cellules bactériennes.

Mais ces fonctions demandent à être précisées, en particulier les modes d'interaction pouvant unir la protéine Hfq et l'ADN (simple ou double brin).

Deux études précédentes ont apporté des informations structurales supplémentaires sur la protéine Hfq.

• Elle forme des structures amyloïdes, analogues à celles retrouvées lors de maladies neuro-dégénératives, sous la forme d'agrégats pouvant constituer des fibrilles. Celles-ci affectent l'intégrité de la membrane bactérienne.
• Elle est impliquée dans le contrôle de l'écoulement d'une solution d'ADN. C'est en particulier la région amyloïde de la protéine Hfq qui est impliquée dans la réponse mécanique du fluide complexe, formant un solide « mou » inhomogène.

À la suite de ces résultats, une nouvelle étude impliquant l'Iramis montre, pour la première fois, que la région amyloïde de Hfq modifie radicalement la structure de l'ADN monobrin en formant une hélice parallèle, ce qui provoque l'alignement du complexe Hfq:ADN.

Ce résultat a été obtenu en combinant diverses techniques de spectroscopie (dichroïsme circulaire et linéaire sur synchrotron, infrarouge) et de l'imagerie moléculaire (fluorescence et microscopie électronique) permettant de sonder les interactions entre Hfq et l'ADN simple brin et les complexes nucléoprotéiques formés.

Cette action de la protéine Hfq sur l'ADN a des implications importantes pour la réplication et la recombinaison de l'ADN in vivo : les protéines Hfq fixant l'ADN simple brin peuvent alors jouer un rôle crucial dans de nombreux processus biologiques fondamentaux, y compris la réplication de l'ADN et la recombinaison génétique. Hfq apparaît aussi comme un acteur important à considérer dans la structure des chromosomes bactériens et le contrôle de l'expression des gènes.

La mise en évidence de l'implication de ces protéines amyloïdes dans la recombinaison génétique dévoile un nouveau mode de régulation possible de la réplication et de la recombinaison, pouvant se produire dans toutes les cellules vivantes.