CE44 - Biochimie du Vivant

Le chaperon Hsp90 bactérien : de l’identification globale de ses clients à son rôle fonctionnel – Bact90ome

Résumé de soumission

Chez tous les organismes vivants, le maintien de l’homéostasie des protéines (protéostasie) est assuré par une classe de protéines appelées chaperons. L’un de ces chaperons, Hsp90, est une protéine ATP-dépendante très abondante qui est conservée des bactéries à l’Homme. Chez les eucaryotes, Hsp90 participe au repliement et à l’activation de centaines de protéines substrats (appelées clients) dont des oncoprotéines dans les cellules cancéreuses. Chez les procaryotes, alors qu’un nombre croissant d’études démontrent l’importance d’Hsp90 dans la physiologie et la virulence des bactéries, très peu de clients d’Hsp90 sont connus. Afin de combler ce vide et mieux comprendre le rôle d’Hsp90 chez les bactéries, il devient absolument indispensable d’identifier ses clients pour ensuite définir son mode d’action.
Le but de ce projet est d’identifier les protéines clientes d’Hsp90 chez les bactéries, afin de définir le rôle physiologique d’Hsp90, son implication dans la virulence, et son mécanisme d’action. Pour cela, nous nous concentrerons sur deux modèles bactériens : la bactérie environnementale Shewanella oneidensis que nous avons démontré être un modèle pertinent pour l’étude d’Hsp90, et des souches pathogènes d’Escherichia coli dans lesquelles nous avons établi que Hsp90 joue un rôle majeur dans la virulence. Ce projet sera divisé en trois axes principaux :
(i) Par une combinaison d’approches globales complémentaires alliant une sélection génétique à des approches par spectrométrie de masse, nous dresserons une liste que nous voudrions exhaustive des protéines clientes d’Hsp90 chez S. oneidensis. L’analyse des clients d’Hsp90 permettra d’identifier les voies physiologiques dans lesquelles Hsp90 est impliqué.
(ii) Le second axe vise à mieux comprendre le mécanisme moléculaire d’action d’Hsp90 en utilisant des clients physiologiques identifiés. Par des systèmes de repliement de protéines in vitro, nous étudierons comment Hsp90 permet l’activation de ses clients avec d’autres chaperons comme par exemple le système DnaK. Nous définirons les liens fonctionnels entre Hsp90 et certaines protéases pour permettre un contrôle fin du protéome. Enfin, nous proposons qu’Hsp90 joue un rôle majeur dans l’assemblage de complexes protéiques. Cette hypothèse sera étudiée sur un complexe impliqué dans le chimiotactisme bactérien en combinant des approches de microscopie et de biochimie.
(iii) Nous définirons comment Hsp90 participe à la virulence de souches pathogènes d’E. coli. Pour cela, nous identifierons les protéines clientes d’Hsp90 qui permettent la biosynthèse de toxines et sidérophores dont la quantité est fortement réduite en absence d’Hsp90. Puis, en nous basant sur les nombreux inhibiteurs connus d’Hsp90 eucaryote, nous chercherons des molécules qui bloquent la virulence de ces bactéries dans des modèles d’infection de cellules épithéliales en culture ou d’animaux.
Ainsi, nous démontrerons que Hsp90 est un acteur majeur nécessaire au contrôle de la protéostasie chez les bactéries. Ce projet permettra une meilleure compréhension du fonctionnement d’Hsp90 bactérien et pourrait conduire à de nouvelles stratégies pour lutter contre les bactéries multi-résistantes. Ce projet implique trois partenaires avec des expertises complémentaires en microbiologie moléculaire, pathogénicité et protéomique.

Coordination du projet

Olivier GENEST (Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Provence et Corse_Bioénergétique et ingénierie des protéines)

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

CNRS DR12_BIP Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Provence et Corse_Bioénergétique et ingénierie des protéines
Inserm - IRSD Inserm Occitanie Pyrénées
IMM Institut de Microbiologie de la Méditerranée

Aide de l'ANR 536 868 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2021 - 48 Mois

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