Une nouvelle découverte permet de cartographier le système de défense CRISPR-Cas chez les bactéries

Complexe protéique CSX1

« Une nouvelle découverte permet de cartographier le système de défense CRISPR-Cas chez les bactéries », source communiqué de l’Université de Copenhague.

Pour la toute première fois, des chercheurs de l'Université de Copenhague ont cartographié les mécanismes par lesquels les cellules bactériennes déclenchent leur défense contre les attaques extérieures. Cela pourrait affecter la manière dont les maladies seront combattues à l'avenir.

Grâce à des microscopes très avancés et à des sources du synchrotron, des chercheurs de l’Université de Copenhague ont acquis une connaissance précieuse du fonctionnement des bactéries en tant que mécanismes de défense contre les attaques d’autres bactéries et de virus.

L’étude, qui vient de paraître dans Nature Communications, décrit également comment les systèmes de défense peuvent être activés au bon moment. Cette découverte peut s'avérer être une pierre angulaire importante dans la lutte contre les maladies à l'avenir.

Les chercheurs ont montré comment une cellule attaquée par un virus active une molécule appelée COA (oligoadénylate cyclique), qui à son tour active un complexe protéique appelé CSX1 pour éradiquer l'attaquant.

« En termes populaires, le CSX1 commence à couper l’intrus. Nous pouvons voir comment CSX1 est activé, tourne et commence à défendre la cellule, une fois la COA activée », explique le Professeur Guillermo Montoya du Centre de recherche sur les protéines de la Fondation Novo Nordisk de la Faculté de santé et de médecine.

Peut aider à combattre les maladies

Les chercheurs de l'Université de Copenhague ont également réussi à activer eux-mêmes le processus. Ils ont envoyé une molécule de COA après le complexe protéique, pour ainsi dire, et ont ainsi lancé le mécanisme de défense.

« En bref, nous avons trouvé un commutateur qui active le système de défense de la cellule quand nous le voulons et nous pouvons ainsi diffuser les attaques éventuelles », explique Guillermo Montoya.

C'est la première fois que des chercheurs réussissent à cartographier et à activer un ‘système immunitaire’ bactérien.

« Il y a quelques années, la science n’était même pas au courant que les bactéries avaient un système de défense immunitaire. Avec cette découverte, nous avons beaucoup progressé dans la compréhension de ces mécanismes », explique Guillermo Montoya.

De plus, la découverte est intéressante parce que le système de défense des bactéries ressemble beaucoup au système immunitaire inné de l'homme.

« C’est donc aussi un pas en avant pour mieux comprendre le système immunitaire humain, mais aussi pour savoir comment combattre les bactéries et se défendre contre les virus et, à long terme, même les résistances multiples », déclare Guillermo Montoya.

Des molécules minimes et une énorme loupe

La découverte d’un système de défense des bactéries a été rendue possible par l’utilisation de la cristallographie aux rayons X dans un établissement en Suisse et de l’un des microscopes les plus puissants au monde - le synchrotron MAX IV - situé à Lund, en Suède.

L’image du complexe protéique CSX1 a été rendue possible par le microscope électronique cryogénique perfectionné de l’installation de haute technologie CryoEM de l’Université de Copenhague - en gros un verre très grossissant.

« Le CSX1 mesure environ 0,00005 mm de long. Cela équivaut à couper un millimètre en 10 000 tranches, puis à placer cinq morceaux les uns sur les autres. Nous avons pris des photos une à une et avons réalisé un court métrage qui révèle l’activité de CSX1 », explique Guillermo Montoya.