Le Système de Sécrétion de Type 3 (SST3) est utilisé par de nombreux pathogènes à gram-négatif, tels l’agent de la peste ou des bactéries responsables de maladies nosocomiales, pour injecter des toxines directement dans la cellule cible eucaryote. Ces pathogènes utilisent une structure macromoléculaire qui ressemble à une aiguille à travers laquelle transitent les toxines. La synthèse de ce système chez Pseudomonas aeruginosa est induite par contact avec la cellule hôte eucaryote et dépend d’un facteur de transcription* clef (ExsA) contrôlant l’ensemble des opérons* du SST3. ExsA appartient à la famille des régulateurs AraC/XylS dont l'activité peut être modulée par des ligands protéiques. Mais le mécanisme moléculaire exercé par les inhibiteurs protéiques reste largement inconnu.

Des chercheurs du laboratoire étudient le SST3 de Pseudomonas aeruginosa. Un réseau de régulation extrêmement complexe contrôle la synthèse du SST3, dont une cascade de protéines qui permet de coupler spécifiquement l’activité de sécrétion du SST3 à sa synthèse (Figure). Cette cascade comprend les protéines ExsE, ExsC, ExsD et le facteur de transcription ExsA.
Depuis quelques années, ces chercheurs étudient le mécanisme par lequel l’anti-activateur ExsD inhibe l’activité transcriptionnelle de ExsA. En produisant ces deux protéines et en observant leur activité, ils ont montré que la seule présence de ExsD suffisait à inhiber l’activité transcriptionnelle de ExsA. Après coproduction des deux protéines dans Escherichia coli, ils ont purifié le complexe ExsA/ExsD. Les expériences d’ultracentrifugation analytique (collaboration IBS, Grenoble) ont permis de déterminer une stoechiométrie du complexe de 1:1. L’activité de liaison à l’ADN de ExsA seule ou en complexe avec ExsD a été évaluée in vitro et montre que ExsD séquestre le facteur de transcription et l'empêche de se fixer à l’ADN, expliquant ainsi l’inhibition de la transcription. Ces résultats ont permis à ces chercheurs d’écarter un mécanisme d’inhibition impliquant la liaison à l’ADN d’un complexe ExsA/ExsD incapable d’activer la transcription.

Ces données ont permis à ces chercheurs de proposer le premier modèle d’inhibition d’un facteur de transcription de type AraC/XylS par un ligand protéique (Figure). Ils apportent également des éléments de connaissance nouveaux sur les mécanismes de régulation très fins requis pour contrôler la pathogénicité bactérienne, connaissances essentielles au développement d’agents anti-bactériens.