JCJC - Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs

Le métabolisme lipidique comme senseur du stress nutritionnel bactérien ? mécanisme moléculaire de régulation des enzymes de synthèse du (p)ppGpp – LipidStress

Résumé de soumission

Les bactéries adaptent en permanence leur taux de croissance aux ressources nutritionnelles de leur environnement. Lors d?un stress soudain causé par une carence, elles déclenchent une réponse stringente, caractérisée par l?arrêt immédiat de la croissance et l?activation de gènes de réponse au stress. La régulation du taux de croissance des bactéries comme la réponse stringente sont deux phénomènes contrôlés par les nucléotides (p)ppGpp qui jouent le rôle de messagers secondaires. Cette fonction est conservée chez toutes les bactéries et elle est requise pour l?adaptation des pathogènes à leur environnement dans l?hôte et pour le passage à travers les différentes phases des cycles d?infection. La synthèse du (p)ppGpp est le fait d?enzymes spécialisées qui détectent et répondent à de nombreux types de carences. Toutefois, les mécanismes moléculaires de ces régulations enzymatiques sont peu connus. Nous avons montré que dans les bêta- et gamma-protéobactéries, l?Acyl Carrier Protein (ACP), un co-facteur central de la synthèse des lipides, interagit avec SpoT et régule les fonctions enzymatiques de cette enzyme de synthèse de (p)ppGpp. Nous avons également montré que en plus de l?interaction ACP/SpoT, la réponse stringente est reliée au métabolisme des lipides par bien d?autres aspects. De plus, il a été montré que des modifications de l?homéostasie de la membrane plasmique modifie les taux de (p)ppGpp chez Pseudomonas et que des intermédiaires lipidiques sont responsables des transitions entre les différentes phases du cycle d?infection de Legionella. La réponse stringente et le contrôle du taux de croissance semblent donc être étroitement liés au métabolisme des lipides par un réseau complexe d?interactions protéiques et génétiques. Le projet consiste à déchiffrer le mécanisme de régulation enzymatique des enzymes de synthèse du (p)ppGpp par des signaux issus du métabolisme des lipides, et à comprendre comment se fait l?intégration entre le métabolisme des lipides et le contrôle du taux de croissance par un réseau d?interactions protéine-protéine. On répondra à ces questions par une étude à deux niveaux, un niveau réductionniste (reconstitution et études in vitro), et un autre global dans le but de comprendre l?intégration des différents niveaux de régulation et de réponse. (I) Tout d?abord, nous dissèquerons le mécanisme moléculaire de régulation de l?enzyme SpoT par ACP. Nous devrons identifier la nature du signal lipidique porté par ACP qui déclenche la réponse SpoT-dépendante et expliquer comment l?interaction ACP/SpoT provoque des changements conformationnels dans SpoT conduisant à l?activation de la synthèse du (p)ppGpp. D?autres ligands protéiques qui pourraient jouer un rôle dans la régulation de SpoT seront également étudiés. Il s?agit de RelA dont nous avons montré l?implication dans la réponse SpoT-dépendante, contrairement au dogme dans lequel SpoT et RelA fonctionnent indépendamment et répondent à des stress distincts. De plus, il a été récemment montré que la petite GTPase CgtA maintiendrait SpoT en conformation de dégradation du (p)ppGpp. Comme il existe de plus des liens de CgtA avec la membrane, il sera important d?inclure cette protéine à notre étude. (II) Nous caractériserons le réseau d?interactions qui relie les enzymes impliquées dans la synthèse du (p)ppGpp et les enzymes du métabolisme des lipides. Nous avons développé les outils et acquis l?équipement nécessaire nous permettant d?étudier ce réseau, de la régulation de l?expression de chacun de ses constituants jusqu?aux interactions protéiques, et ceci in vivo, en temps réel. Quand le réseau sera décrit avec certitude, nous étudierons sa dynamique en réponse au stress. La réponse stringente classique dépendante de RelA sera déclenchée par une carence en acides aminés et nous suivrons également la réponse SpoT-dépendante causée par l?inhibition de la synthèse des acides gras, qui est celle que nous étudions principalement. Enfin, nous testerons des perturbations de la membrane qui ont été également décrites pour déclencher la réponse stringente. A l?inverse, en étudiant la dynamique de ces réseaux d?interactions, nous pourrons comprendre comment la synthèse des phospholipides est arrêtée lors de la réponse stringente, et en particulier quel est le rôle de certaines interactions directes entre les protéines de synthèse du ppGpp et les enzymes qui sont elles-mêmes inhibées par le (p)ppGpp comme l?interaction de SpoT avec PlsB. Nos travaux permettront de comprendre les mécanismes de réponse à la carence nutritionnelle et de contrôle du taux de croissance, apportant ainsi des informations cruciales pour la compréhension des mécanismes d?infection et d?adaptation à leur hôte des bactéries pathogènes. De plus, comme la biogenèse des lipides est une cible privilégiée pour l?obtention d?antibiotiques, comprendre le lien entre le métabolisme des lipides et le contrôle de la croissance bactérienne présente un intérêt biomédical.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

Liens utiles

Explorez notre base de projets financés

 

 

L’ANR met à disposition ses jeux de données sur les projets, cliquez ici pour en savoir plus.

Inscrivez-vous à notre newsletter
pour recevoir nos actualités
S'inscrire à notre newsletter