Du désordre à l’ordre : une nouvelle vision de la régulation de la transcription bactérienne
14/02/2019
Dans une étude publiée dans Nature Chemical Biology, Abel Garcia-Pino (investigateur WELBIO à l’Université libre de Bruxelles) et ses collègues du département de microbiologie cellulaire et moléculaire de l’ULB ont fourni pour la première fois, la preuve expérimentale d’une hypothèse de longue date concernant de petits opérons bactériens qui codent pour des toxine et leur antitoxine correspondante, ce que l’on appelle des modules Toxine-Antitoxine (TA) : les antitoxines agissent comme des protéines chaperons capables de piéger les toxines lorsqu’elles sont produites par le ribosome. L’antitoxine lie et neutralise la toxine via sa région C-terminale dite « intrinsèquement désordonnée » (IDR).
 
Les systèmes toxine-antitoxine (TA) bactériens sont abondants dans les génomes bactériens et sont notamment impliqués dans la persistance, un phénomène permettant aux bactéries de survivre aux antibiotiques en ralentissant leur croissance.

Dans une étude publiée dans Nature Chemical Biology, Abel Garcia-Pino (investigateur WELBIO à l’Université libre de Bruxelles) et ses collègues du département de microbiologie cellulaire et moléculaire de l’ULB ont fourni pour la première fois, la preuve expérimentale d’une hypothèse de longue date concernant modules Toxine-Antitoxine (TA), de petits opérons bactériens qui codent pour une toxine et leur antitoxine correspondante : les antitoxines agissent comme des protéines chaperons capables de piéger les toxines lorsqu’elles sont produites par le ribosome.

Ce mécanisme de régulation est très subtil. Le rôle de chaperon des antitoxines est étroitement lié à la régulation de la transcription de l’opéron TA. Lorsque l’antitoxine piège la toxine monomérique dès sa traduction, le complexe formé inhibe la transcription de l’opéron.  Lorsque la quantité d’antitoxine diminue, la toxine forme des dimères actifs, les proportions de toxine et antitoxine changent et la transcription est dé-réprimée.  Le niveau d’antitoxin peut alors remonter. Cette stratégie a été choisie indépendamment de façon répétée au cours de l’évolution bactérienne et différentes versions ont été décrites pour d’autres modules non apparentés de TA, présentant aussi une région intrinsèquement désordonnée. Ces caractéristiques suggèrent que ces interactions stœchiométriques dans le rapport toxines-antitoxines sont une forme d’épigénétique qui, agissant comme une forme de mémoire chimique, pourrait déterminer le phénotype des bactéries filles.

Les concepts décrits dans cette étude pour la régulation des modules TA sont donc d’intérêt général et peuvent être applicables à la régulation d’autres systèmes biologiques.


Références de l’article : Abel Garcia-Pino et al. (2019) Mechanism of regulation and neutralization of the AtaR–AtaT toxin–antitoxin system https://doi.org/10.1038/s41589-018-0216-z


Dernière mise à jour : 14/2/2019 - Vie privée - Version imprimable -  © 2019 WELBIO

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