📰 Une protéine clé identifiée dans la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques

📰 Une protéine clé identifiée dans la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques

La protĂ©ine StbA, impliquĂ©e dans le contrĂ´le de la propagation de matĂ©riel gĂ©nĂ©tique entre les bactĂ©ries a Ă©tĂ© caractĂ©risĂ©e dans la revue Journal of Molecular Biology. Cette protĂ©ine positionne les molĂ©cules d’ADN extra-chromosomiques, qui transportent notamment des gènes de rĂ©sistance aux antibiotiques, dans les bactĂ©ries et contrĂ´le (Le mot contrĂ´le peut avoir plusieurs sens. Il peut ĂŞtre employĂ© comme synonyme d’examen, de…) ainsi leur propagation verticale (La verticale est une droite parallèle Ă  la direction de la pesanteur, donnĂ©e notamment par le…) (de la bactĂ©rie (Les bactĂ©ries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractĂ©risĂ©es…) mère aux bactĂ©ries filles), mais aussi horizontale (entre deux bactĂ©ries, souvent d’espèces diffĂ©rentes, par conjugaison).

Les bactĂ©ries ont la remarquable facultĂ© d’Ă©voluer rapidement pour s’adapter en permanence Ă  leur environnement (L’environnement est tout ce qui nous entoure. C’est l’ensemble des Ă©lĂ©ments naturels et…). Un exemple frappant de ce processus d’adaptation est l’Ă©mergence de bactĂ©ries multi-rĂ©sistantes aux antibiotiques, un problème sanitaire mondial qui rĂ©sulte de l’utilisation intensive de ceux-ci depuis les annĂ©es 40. L’Ă©volvabilitĂ© des bactĂ©ries est principalement due Ă  leur capacitĂ© Ă  partager et combiner des Ă©lĂ©ments gĂ©nĂ©tiques mobiles (EGM).


SchĂ©ma montrant les diffĂ©rentes activitĂ©s de contrĂ´le de la propagation des plasmides par la protĂ©ine multifonctionnelle StbA. Le contrĂ´le des voies de propagation, verticale (par sĂ©grĂ©gation vers les bactĂ©ries filles lors de la division (La division est une loi de composition qui Ă  deux nombres associe le produit du premier par…) cellulaire) et horizontale (par transfert d’une bactĂ©rie vers une autre par conjugaison), est corrĂ©lĂ© au positionnement (On peut dĂ©finir le positionnement comme un choix stratĂ©gique qui cherche Ă  donner Ă  une offre…) subcellulaire des plasmides et de StbA par rapport au nuclĂ©oĂŻde bactĂ©rien et Ă  l’activitĂ© (Le terme d’activitĂ© peut dĂ©signer une profession.) de rĂ©pression transcriptionnelle de StbA sur plusieurs gènes impliquĂ©s dans l’Ă©tablissement du plasmide (Un plasmide dĂ©signe en microbiologie ou en biologie molĂ©culaire une molĂ©cule d’ADN…) après conjugaison.
StbA est reprĂ©sentĂ©e en jaune (Il existe (au minimum) cinq dĂ©finitions du jaune qui dĂ©signent Ă  peu près la mĂŞme…), le nuclĂ©oĂŻde en rose, les gènes dont l’expression est rĂ©gulĂ©e par StbA sont indiquĂ©s par des flèches bleues, les sĂ©quences de liaison spĂ©cifiques Ă  l’ADN de StbA par des traits jaunes, et l’origine de transfert conjugatif en vert (Le vert est une couleur complĂ©mentaire correspondant Ă  la lumière qui a une longueur d’onde…).
© Catherine Guynet.

Parmi eux, les plasmides conjugatifs sont des EGM extra-chromosomiques autonomes qui sont considĂ©rĂ©s comme les principaux dissĂ©minateurs de gènes de rĂ©sistanceaux antibiotiques et de virulence (La virulence dĂ©signe le caractère pathogène, nocif et violent d’un micro-organisme…). Ces plasmides possèdent des dispositifs gĂ©nĂ©tiques sophistiquĂ©s qui leur permettent de se propager dans les populations bactĂ©riennes de manière horizontale, c’est-Ă -dire entre souches ou espèces diffĂ©rentes, par contact direct entre les bactĂ©ries via un pilus (Pilus (ou fimbriae, pluriel pili) : Appendice se situant Ă  la surface de la paroi de…) de conjugaison, et de manière verticale vers les bactĂ©ries filles par sĂ©grĂ©gation lors de la division cellulaire.

Le plasmide R388 utilise un système unique, diffĂ©rent de ceux dĂ©crits Ă  ce jour (Le jour ou la journĂ©e est l’intervalle qui sĂ©pare le lever du coucher du Soleil ; c’est la…), qui contrĂ´le et coordonne ses deux modes de propagation. La protĂ©ine multifonctionnelle StbA, qui en est l’acteur (Un acteur est un artiste qui incarne un personnage dans un film, dans une pièce de théâtre, Ă …) clĂ©, fait l’objet (De manière gĂ©nĂ©rale, le mot objet (du latin objectum, 1361) dĂ©signe une entitĂ© dĂ©finie dans…) d’une Ă©tude multi-Ă©chelle alliant biologie (La biologie, appelĂ©e couramment la « bio », est la science du vivant….) structurale, biochimie (La biochimie est la discipline scientifique qui Ă©tudie les rĂ©actions chimiques ayant lieu…) et microscopie (La microscopie est l’observation d’un Ă©chantillon (placĂ© dans une prĂ©paration microscopique…) Ă  fluorescence (La fluorescence est une Ă©mission lumineuse provoquĂ©e par l’excitation d’une molĂ©cule…), dans le but de caractĂ©riser ses activitĂ©s. Ces travaux sont le fruit (En botanique, le fruit est l’organe vĂ©gĂ©tal protĂ©geant la graine….) d’une collaboration franco-espagnole.

StbA est organisĂ© en deux domaines, un domaine conservĂ© chez toutes les protĂ©ines de la famille et un domaine non conservĂ©. Afin de mieux comprendre les bases molĂ©culaires de la propagation de R388, les scientifiques ont dĂ©terminĂ© la structure cristalline du domaine conservĂ© de StbA Ă  une rĂ©solution de 1,9 Ă…. Il forme un domaine de liaison Ă  l’ADN de type HĂ©lice-tout-hĂ©lice (HTH), qui est apparentĂ© Ă  un rĂ©gulateur transcriptionnel PadR de Mycobacterium tuberculosis. Les rĂ©gulateurs PadR forment une grande famille de protĂ©ines structurellement apparentĂ©es qui jouent un rĂ´le dans divers processus biologiques, tels que la dĂ©toxification, la virulence, la synthèse d’antibiotiques et la rĂ©sistance Ă  plusieurs mĂ©dicaments dans divers phyla bactĂ©riens.

Ces travaux montrent que le domaine HTH de StbA porte les activitĂ©s de liaison Ă  une sĂ©quence d’ADN spĂ©cifique nĂ©cessaire Ă  la fois Ă  la rĂ©gulation (Le terme de rĂ©gulation renvoie dans son sens concret Ă  une discipline technique, qui se…) transcriptionnelle de plusieurs gènes dont la fonction est encore inconnue et au positionnement subcellulaire du plasmide. Le positionnement est directement corrĂ©lĂ© aux capacitĂ©s de propagation du plasmide. Le rĂ´le de StbA serait de confiner le plasmide au niveau du nuclĂ©oĂŻde bactĂ©rien lui assurant ainsi une transmission stable vers les cellules filles, alors qu’une seconde (
Seconde est le fĂ©minin de l’adjectif second, qui vient immĂ©diatement après le premier ou qui…)
protéine, StbB, permettrait, potentiellement via des interactions avec le domaine non conservé de StbA, à certaines copies du plasmide de se positionner au niveau de la membrane bactérienne où peut avoir lieu la conjugaison.

StbA est prĂ©sente chez de nombreux plasmides qui sont retrouvĂ©s dans des bactĂ©ries pathogènes multirĂ©sistantes critiques pour la santĂ© (La santĂ© est un Ă©tat de complet bien-ĂŞtre physique, mental et social, et ne consiste…) humaine d’après l’Organisation (Une organisation est) mondiale de la santĂ© (notamment Acinetobacter, Pseudomonas et diverses EnterobactĂ©ries). La comprĂ©hension des mĂ©canismes associĂ©s Ă  cette protĂ©ine pourrait permettre de dĂ©velopper des molĂ©cules capables de bloquer la propagation des plasmides et contribuer ainsi Ă  la lutte contre la multi-rĂ©sistance des bactĂ©ries aux antibiotiques, en particulier en milieu hospitalier.

Pour en savoir plus:
Characterization of the DNA Binding Domain of StbA, A Key Protein of A New Type of DNA Segregation System.
Quèbre V, Del Campo I, Cuevas A, Siguier P, Rech J, Le PTN, Ton-Hoang B, Cornet F, Bouet JY, Moncalian G, de la Cruz F, Guynet C.
J Mol Biol. 19 juillet 2022 doi: 10.1016/j.jmb.2022.167752.

Laboratoire:
Laboratoire de microbiologie (La microbiologie est une sous-discipline de la biologie basĂ©e sur l’Ă©tude des…) et gĂ©nĂ©tique (La gĂ©nĂ©tique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est…) molĂ©culaires, au Centre de biologie intĂ©grative (CNRS/UniversitĂ© Toulouse III)
Campus UniversitĂ© (Une universitĂ© est un Ă©tablissement d’enseignement supĂ©rieur dont l’objectif est la…) Paul Sabatier (Paul Sabatier (5 novembre 1854 Ă  Carcassonne, France – 14 aoĂ»t 1941…).
169 avenue (Une avenue est une grande voie urbaine. Elle est en principe plantĂ©e d’arbres, et conduit Ă  un…) Marianne Grunberg-Manago.
31062 Toulouse Cedex 9.

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