CE12 - Génétique, génomique et ARN

ARN Régulateurs et Résistance aux Antibiotiques – RRARE

Résumé de soumission

Selon l'Organisation Mondiale de la Santé, la résistance aux antibiotiques est l’une des menaces les plus graves pour la santé, la sécurité alimentaire et le développement dans le monde. Elle concerne les humains et les animaux de tous pays et la gravité des infections augmente avec l'échec de traitements antibiotiques. Staphylococcus aureus fait partie des bactéries antibio-résistantes les plus fréquemment rencontrées. Malgré de récentes mesures prophylactiques efficaces, elle reste une cause majeure de maladies nosocomiales et communautaires, allant d’infections cutanées mineures à des bactériémies mortelles. La pathogénicité de S. aureus s'explique par l’expression de nombreux facteurs de virulence, sa capacité d’adaptation aux biotopes et à l’émergence de souches multi-résistantes. L’ensemble de ces facteurs sont sous le contrôle de protéines régulatrices, métabolites et ARN régulateurs. Ces derniers sont ubiquitaires et agissent via une grande variété de mécanismes. Ils peuvent détecter des métabolites, interagir avec des protéines, moduler l'activité de l'ARN polymérase, ou libérer des ribosomes bloqués. Dans de nombreux cas ils s'apparient avec les ARNm pour en moduler l'expression. Les ARN régulateurs sont donc des acteurs importants de la pathogénie, de la résistance aux antibiotiques et de l’adaptation métabolique.
En utilisant des approches bioinformatiques et expérimentales, nous avons identifié de nombreux petits ARN régulateurs (sRNA) chez S. aureus. Cependant, pour la majorité des sRNA, la fonction et leurs cibles sont inconnues, en partie du fait d’obstacles technologiques. Nous avons récemment développé une approche pour déterminer les phénotypes associés à l’absence de certains sRNA chez S. aureus. Cette stratégie permet de réaliser des expériences de compétions entre de nombreux mutants et d'identifier ceux qui sont sur- ou sous-représentés dans des conditions de croissance données.
Dans le projet RRARE, nous identifierons les mutants de sRNA provoquant un changement de "fitness" des souches dans différentes conditions de croissance, et notamment en présence d'antibiotiques. Nos résultats préliminaires démontrent que cette approche est efficace, mais nous souhaitons maintenant tester un plus grand nombre d'antibiotiques avec une nouvelle bibliothèque de mutants que nous avons améliorée.
Nous nous concentrerons ensuite sur la caractérisation des mutants de sRNA présentant des phénotypes pertinents. Pour cela, nous devons d’abord identifier les cibles des sRNA. Il s'agit d'une étape limitante, aucune technique n'étant pleinement satisfaisante. Nous avons récemment développé une méthode par ribosome profiling (Ribo-Seq) chez S. aureus et démontré qu’elle était très efficace pour l’identification de nouvelles cibles. Nous utiliserons cette technique pour trouver les cibles des sRNA identifiés grâce à notre crible de fitness.
Un de nos collaborateurs a récemment créé un algorithme pour modéliser l'ensemble des interactions ARNm-miARN dans une cellule eucaryote. Nous proposons de créer une version bactérienne de cet algorithme. La disponibilité de données massives provenant des analyses Ribo-seq de RRARE sur l'abondance et la traduction des ARN sera une occasion unique de modéliser les interactions sRNA-ARN à l'échelle de la bactérie.
RRARE contribuera à la compréhension des régulations ARN-ARN et aux mécanismes associant sensibilité aux antibiotiques et sRNA. Le blocage des fonctions permettant la résistance aux antibiotiques est une stratégie pour améliorer l'efficacité des antibiotiques. Ainsi, des molécules interférant avec des sRNA spécifiques ou leurs cibles pourraient augmenter l'efficacité des antibiotiques. De nombreuses molécules ciblant les ARN sont en cours de développement ; une application à long terme du travail proposé serait l'identification et le développement de molécules interférant avec les ARN régulateurs que nous caractériserons.

Coordinateur du projet

Monsieur Philippe BOULOC (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule)

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

I2BC-SRRB Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
I2BC-GMT Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
I2BC-GAUTHERET Institut de Biologie Intégrative de la Cellule

Aide de l'ANR 410 196 euros
Début et durée du projet scientifique : novembre 2019 - 42 Mois

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