Une équipe de l'Université d'Otago a découvert une nouvelle façon dont les bactériophages désactivent les défenses bactériennes, révélant une protéine qui lie à la fois l'ADN et l'ARN. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à des alternatives aux antibiotiques basées sur les phages et à des avancées dans la régulation des gènes.
Une étude révolutionnaire révèle un nouveau mécanisme de régulation dans les protéines des phages, ouvrant de nouvelles voies pour comprendre les mécanismes de défense bactérienne et développer des thérapies à base de phages.
Une découverte surprenante a permis des avancées significatives dans la lutte contre les bactéries dangereuses. Un groupe international de scientifiques, dirigé par le professeur Peter Fineran de l'Université d'Otago, a étudié une protéine spécifique utilisée par les phages, des virus qui infectent les bactéries.
Les recherches sur cette course aux armements microscopique entre bactéries et phages sont importantes car elles peuvent conduire à des alternatives aux antibiotiques. Publié dans la prestigieuse revue internationale Naturel’étude a analysé une protéine utilisée par les phages lors du déploiement de l’anti-CRISPR, leur méthode de blocage du système immunitaire CRISPR–Cas des bactéries.
L'auteur principal, le Dr Nils Birkholz, du département de microbiologie et d'immunologie d'Otago, affirme que comprendre comment les phages interagissent avec les bactéries est une étape importante sur la voie de l'utilisation des phages contre les agents pathogènes bactériens dans la santé humaine ou l'agriculture.
« Plus précisément, nous devons connaître les mécanismes de défense, tels que CRISPR, que les bactéries utilisent pour se protéger contre l’infection par les phages, un peu comme nous utilisons le système immunitaire de notre corps contre les virus, et comment les phages peuvent contrecarrer ces défenses. Par exemple, si nous savons comment les phages tuent une bactérie spécifique, cela permet d’identifier les phages appropriés à utiliser comme antimicrobiens. Plus précisément, il est important de comprendre comment les phages contrôlent leur arsenal de contre-défense, y compris l’anti-CRISPR, lors de l’infection – nous devons comprendre comment les phages régulent l’expression des gènes qui sont utiles dans leur lutte contre les bactéries », explique-t-il.
Découverte d'un domaine protéique polyvalent
La recherche a révélé avec quelle précaution les phages doivent déployer leurs anti-CRISPR.
« Nous savions déjà qu’une protéine de phage particulière possède une partie, ou un domaine, qui est très commun dans de nombreuses protéines impliquées dans la régulation des gènes ; ce domaine hélice-tour-hélice (HTH) est connu pour être capable de se lier ADN Les séquences spécifiques, et selon le contexte, peuvent activer ou désactiver un gène. Nous avons découvert que le domaine HTH de cette protéine est beaucoup plus polyvalent et présente un mode de régulation jusqu'alors inconnu. Il peut utiliser ce domaine non seulement pour lier l'ADN, mais aussi ses ARN « La protéine CRISPR est une protéine qui se lie à l’ADN, c’est-à-dire à la molécule qui agit comme médiateur entre la séquence d’ADN et l’anti-CRISPR qu’elle code. Comme cette protéine est impliquée dans la régulation de la production d’un anti-CRISPR, cette régulation comporte des couches supplémentaires : elle se produit non seulement par le biais du mécanisme de liaison à l’ADN, mais aussi par le nouveau mécanisme que nous avons découvert pour lier l’ARN messager. »
Selon le professeur Fineran, cette découverte pourrait avoir de grandes implications pour la compréhension de la régulation des gènes.
« Décrypter cette régulation étonnamment complexe est une avancée importante pour comprendre comment les phages peuvent échapper aux défenses CRISPR–Cas et tuer les bactéries ciblées dans diverses applications. Cette découverte est particulièrement enthousiasmante pour la communauté scientifique car elle montre un nouveau mécanisme de régulation dans une famille de protéines bien étudiée. Les domaines HTH ont été étudiés en profondeur depuis leur découverte au début des années 1980, nous pensions donc au départ que notre protéine agirait comme n’importe quelle autre protéine dotée d’un domaine HTH. Nous avons été très surpris lorsque nous avons découvert ce nouveau mode d’action. Cette découverte a le potentiel de changer la façon dont le domaine perçoit la fonction et le mécanisme de ce domaine protéique essentiel et répandu, et pourrait avoir de grandes implications pour notre compréhension de la régulation des gènes », déclare-t-il.
