Actinosynnema: comprendre les méchanismes bactériens de transport des métaux à longue distance – SynneMetals

Les bactéries sont généralement imaginées comme des cellules isolées poussant dans des milieux de cultures bien agités et nous tendons à oublier qu’elles se fixent à des surfaces et forment des populations organisées. Cette vie multicellulaire s'accompagne de défis tels que l'acquisition et le partage de micronutriments comme le fer ou bien le zinc. Ces micronutriments sont essentiels à l’activité des cellules et des mécanismes d’acquisition et d’expulsion sont mis en place pour finement réguler leur concentration intracellulaire. Nous proposons d'explorer ces questions en nous concentrant sur les métaux essentiels et en utilisant Actinosynnema mirum comme modèle. Cette bactérie du sol forme des synnemata (groupe compacte d’hyphes d’environ 0,3 mm de hauteur) ainsi que des colonies pouvant atteindre jusqu’à 1,3 mm de hauteur). Nos questionnements se portent sur la répartition des métaux dans ces structures, leur obtention à partir du substrat de croissance et des mécanismes de transport au sommet de ces structures.
Pour répondre à ces questions nous utiliserons des approches complémentaires de microbiologie, de métallomique (métabolomique centrée sur l’étude de molécules formant des complexes avec les métaux), d'imagerie confocale et de tomographie de fluorescence aux rayons X couplée à des approches ciblées de biochimie et de biologie structurale. Ces approches devraient révéler la diversité des métallophores produits par cette bactérie ainsi que la répartition des micronutriments et la force de la carence en zinc ressentie au sein de ces larges structures. D’ores et déjà nous avons découvert qu'A. mirum est capable de synthétiser une forme méthylée de la staphylopine, un métallophore récemment décrit chez certaines bactéries pathogènes et nécessaire à l’acquisition du zinc en condition de carence. L’organisation génomique de l’opéron codant pour la biosynthèse et le transport de cette forme méthylée de la staphylopine, ainsi que la nature hydrophobe des gangues entourant les synnemata nous ont conduit à formuler une hypothèse selon laquelle ces métallophores participent aux transports longue distance du zinc (et éventuellement d’autres métaux) à l’intérieur de larges structures comme les synnemata. D’autre part, l'enzyme responsable de cette méthylation n’est pas encore décrite et nous poursuivrons sa caractérisation moléculaire et structurale tout en explorant son rôle dans le transport des métaux à l'intérieur des structures formées par A. mirum.