Abstract Bacterial ParB partitioning proteins involved in chromosomes and low-copy-number plasmid segregation have recently been shown to belong to a new class of CTP-dependent molecular switches. Strikingly, CTP binding and hydrolysis was shown to induce a conformational change enabling ParB dimers to switch between an open and a closed conformation. This latter conformation clamps ParB dimers on DNA molecules, allowing their diffusion in one dimension along the DNA. It has been proposed that this novel sliding property may explain the spreading capability of ParB over more than 10-Kb from parS centromere sites where ParB is specifically loaded. Here, we modeled such a mechanism as a typical reaction-diffusion system and compared this ‘Clamping & sliding’ model to the ParB DNA binding pattern from high-resolution ChIP-sequencing data. We found that this mechanism cannot account for all the in vivo characteristics, especially the long range of ParB binding to DNA. In particular, it predicts a strong effect from the presence of a roadblock on the ParB binding pattern that is not observed in ChIP-seq. Moreover, the rapid assembly kinetics observed in vivo after the duplication of parS sites is not easily explained by this mechanism. We propose that ‘Clamping & sliding’ might explain the ParB spreading pattern at short distances from parS but that another mechanism must apply for ParB recruitment at larger genomic distances.

The bacterial flagellar motor (BFM) is the membrane-embedded rotary molecular motor which turns the flagellum that provides thrust to many bacterial species. This large multimeric complex, composed of a few dozen constituent proteins, has emerged as a hallmark of dynamic subunit exchange. The stator units are inner-membrane ion channels which dynamically bind and unbind to the peptidoglycan at the rotor periphery, consuming the ion motive force (IMF) and applying torque to the rotor when bound. The dynamic exchange is known to be a function of the viscous load on the flagellum, allowing the bacterium to dynamically adapt to its local viscous environment, but the molecular mechanisms of exchange and mechanosensitivity remain to be revealed. Here, by actively perturbing the steady-state stator stoichiometry of individual motors, we reveal a stoichiometry-dependent asymmetry in stator remodeling kinetics. We interrogate the potential effect of next-neighbor interactions and local stator unit depletion and find that neither can explain the observed asymmetry. We then simulate and fit two mechanistically diverse models which recapitulate the asymmetry, finding stator assembly dynamics to be particularly well described by a two-state catch-bond mechanism.

Liquid-liquid phase separated (LLPS) states are key to compartmentalise components in the absence of membranes, however it is unclear whether LLPS condensates are actively and specifically organized in the sub-cellular space and by which mechanisms. Here, we address this question by focusing on the ParABS DNA segregation system, composed of a centromeric-like sequence (parS), a DNA-binding protein (ParB) and a motor (ParA). We show that parS-ParB associate to form nanometer-sized, round condensates. ParB molecules diffuse rapidly within the nucleoid volume, but display confined motions when trapped inside ParB condensates. Single ParB molecules are able to rapidly diffuse between different condensates, and nucleation is strongly favoured by parS. Notably, the ParA motor is required to prevent the fusion of ParB condensates. These results describe a novel active mechanism that splits, segregates and localises non-canonical LLPS condensates in the sub-cellular space.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.