Exploration de la régulation dynamique des ARN – Kinebiotics

L'adaptation rapide aux changements environnementaux est une nécessité de tous les organismes vivants. Ces dernières décennies, les ARN régulateurs sont apparus comme de puissants acteurs de ces réponses adaptatives en contrôlant l'expression des gènes. Chez Escherichia coli et d'autres bactéries, les petits ARN régulateurs (ARNs) jouent un rôle crucial dans une grande variété de processus, tels que la réponse au stress et le contrôle du métabolisme, jusqu'à la résistance aux antibiotiques. Si les mécanismes moléculaires d'action des ARNs sont de mieux en mieux compris, une question importante demeure quant aux caractéristiques spécifiques de la régulation par les ARNs et leurs avantages par rapport aux facteurs de transcription. En raison de leur rapidité de synthèse et d'action, il a été proposé que les ARNs permettent un contrôle rapide et dynamique de l'expression des gènes, crucial à l'adaptation à des changements environnementaux soudains. Cependant, les aspects cinétiques de la régulation des gènes par les ARNs et leurs conséquences sur la physiologie cellulaire sont encore insuffisamment documentés. Ceci est principalement dû aux difficultés techniques d’observer directement la régulation ARNs et ses conséquences phénotypiques in vivo et en temps réel.
Dans ce domaine en plein essor, nous avons récemment fait l'observation clé que le sRNA RyhB déclenche la résistance phénotypique d'Escherichia coli à une classe majeure d'antibiotiques en réponse à la carence en fer. Ce phénotype est dû à la régulation par RyhB d'un processus essentiel à la vie, la biogénèse des centres Fe-S. Nous avons récemment découvert que deux autres ARNs, OxyS et FnrS, contrôlent la biogénèse des centres Fe-S dans les conditions de stress rencontrées au cours du processus infectieux, respectivement le stress oxydatif et les conditions anaérobies.
Grâce à nos travaux antérieurs et aux nombreuses données solides recueillies par notre consortium, nous proposons que la régulation de la biogenèse des centres Fe-S par cette triade d'ARNs est essentiellement dynamique et sert à accélérer et à fournir une adaptation rapide aux conditions de stress, jusqu'à modifier la résistance bactérienne aux antibiotiques.
En plus de révéler de nouveaux régulateurs de la biogenèse des centres Fe-S, le projet Kinebiotics aborde directement la question importante de la dynamique de la régulation des ARNs et de leurs conséquences sur la physiologie cellulaire. Pour aborder cette question, le projet Kinebiotics tire parti des multiples compétences de notre partenariat afin de construire une approche intégrée et multidisciplinaire. Le projet combine l'extraordinaire facilité génétique d'E. coli, des approches robustes de biologie moléculaire, une caractérisation microfluidique de pointe et un puissant formalisme mathématique. Le projet Kinebiotics fournira une image sans précédent de la façon dont les ARNs modulent l'expression des gènes en réponse au stress, en corrélation directe avec leur effet sur la physiologie cellulaire. Etant donné son impact déterminant sur la compréhension des fonctions des ARNs applicables à tous les systèmes vivants, notre objectif a un fort potentiel de découverte au-delà du domaine de la microbiologie.