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Fait marquant

Régulation de la virulence bactérienne


Des chercheurs du laboratoire étudient le fonctionnement, l’assemblage macromoléculaire et la régulation du Système de Sécrétion de Type 3 (SST3), un facteur de virulence bactérien. Ils proposent le premier modèle d’inhibition d’un facteur de transcription de type AraC/XylS par un ligand protéique et apporte un élément de connaissance nouveau sur les méc​anismes de régulation très fins qui sont requis pour contrôler la pathogénicité bactérienne.​

Publié le 1 novembre 2009

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.

Modèle du rôle inhibiteur de ExsD sur ExsA.
A Dans des conditions de non-induction du SST3, ExsD capture ExsA dans un complexe 1:1, rendant l’activateur transcriptionnel incapable de se fixer sur ses promoteurs cibles.
Les deux autres composants de la cascade de couplage « sécrétion/synthèse », ExsC et ExsE, forment un complexe 2:1.
B Lorsque le SST3 est induit, ExsE est transloquée dans la cellule eucaryote, ExsC ainsi libérée interagit avec ExsD. ExsA est relâchée et peut alors se lier à ses cibles ADN : le facteur de transcription active la transcription des opérons du SST3 par recrutement de l’ARN polymérase.


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.

* Un facteur de transcription est une protéine nécessaire à l'initiation ou à la régulation du passage de l’ADN à l’ARN messager (transcription).
* Un opéron est un groupement de gènes qui sont transcrits ensemble en ARN messager.
* Julie Thibault est titulaire d’une Allocation de Recherche de la région Rhône-Alpes-Cluster 10.

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