La
plupart des souches de E. coli sont
inoffensives, mais certaines peuvent causer des infections graves ou
mortelles.
Les
scientifiques de Monash ont identifié un mécanisme de survie des
bactéries qui causent des maladies chez les plantes et les animaux,
y compris des maladies dues
à E.
coli
(Escherichia
coli)
hautement virulents.
E.
coli est un groupe de bactéries présentes dans l'intestin de
presque toutes les personnes et de nombreux animaux. Il existe de
nombreuses souches différentes dont la plupart sont inoffensives,
mais certaines peuvent causer des infections graves ou mortelles.
Dans
une étude publiée dans PLoS
Genetics, des chercheurs ont montré que les bactéries
pathogènes obtiennent le fer, un nutriment essentiel lors de
l'infection, en le piratant à partir de protéines de l'hôte.
L'étude
était dirigée par le Dr Rhys Grinter de la Monash School of
Biological Sciences et le professeur Trevor Lithgow du Biomedicine
Discovery Institute.
« Nos
travaux montrent clairement que les bactéries ont mis au point des
mécanismes d'absorption sophistiqués pour obtenir les nutriments
nécessaires à la croissance », a déclaré le Dr Grinter.
Le
fer est l'un de ces nutriments et se trouve souvent dans les
protéines - les éléments constitutifs des cellules hôtes.
« Les
bactéries qui causent des maladies chez les plantes peuvent extraire
le fer des protéines végétales en les important et en les coupant
une fois dans la cellule bactérienne », a déclaré le Dr
Grinter.
« Alors
qu'il était connu que ces bactéries infectant certaines plantes
pouvaient faire cela, il était inconnu si d'autres bactéries qui
infectent l’homme
et l’animal
sont également capables d'importer des protéines hôtes »,
a-t-il déclaré.
L’équipe
de recherche a analysé les séquences génétiques des bactéries et
a découvert que les gènes responsables de l’importation et du
traitement des protéines sont très répandus parmi les bactéries
qui causent des maladies chez l’homme, les animaux et les plantes.
Ils ont ensuite utilisé des techniques de pointe pour caractériser
les systèmes d'importation des
protéines au
niveau
moléculaire, confirmant ainsi leur fonction.
Ces
systèmes d'importation consistent en un canal à travers la membrane
de la bactérie qui importe des protéines contenant du fer et une
enzyme à l'intérieur de cette bactérie qui agit comme une paire de
ciseaux moléculaires. Ces ‘ciseaux’ coupent la protéine cible
une fois qu’elle pénètre dans la bactérie en libérant le fer
qu’elle contient afin que celle-ci puisse être utilisée par la
bactérie.
Les
auteurs montrent que les systèmes d'importation de protéines
identifiés dans cette étude sont liés à celui du phytopathogène
virulent Pectobacterium, qui cible la ferrédoxine contenant
du fer pendant l'infection. Cependant, l'étude suggère que ces
systèmes ont évolué pour cibler des protéines spécifiques
présentes dans l'hôte de la bactérie qu'ils infectent.
« Avant
cette étude, il n'était pas clair si la capacité d'importer des
protéines de l'hôte était généralisée ou si seul Pectobacterium
était capable de se procurer du fer de cette manière », a
déclaré le Dr Grinter.
« Nous
avons été surpris par la diversité et l’étendue de ces systèmes
d’absorption de protéines. Nos travaux suggèrent qu'ils jouent un
rôle important dans l'infection de nombreuses bactéries
pathogènes. »
L'équipe
de recherche a utilisé la cristallographie aux rayons X et le
synchrotron australien pour déterminer la structure moléculaire des
composants purifiés du système d'importation des protéines
provenant de E. coli pathogène.
Ils
ont découvert d'importantes similitudes entre ce système et le
système d'importation de ferrédoxine provenant de
Pectobacterium.
« Les
similitudes entre ces systèmes chez ces deux bactéries très
différentes étaient frappantes », a déclaré le Dr
Grinter.
« Bien
que les bactéries aient adopté des modes de vie radicalement
différents, séparées par des millions d'années d'évolution, il
était clair que les deux systèmes fonctionnent de la même
manière. »
Le
système d'importation des protéines de E. coli caractérisé
dans cette étude est un facteur important d'infections causées par
des souches pathogènes de cette bactérie.
« Comprendre
le fonctionnement de ce système permettra aux chercheurs de le
cibler et de le bloquer pour lutter contre ce type d'infections »,
a déclaré le Dr Grinter.
