CE12 - Génétique, génomique et ARN

Modifications de l'ARN chez Staphylococcus aureus pendant les réponses aux stresses, traitements antibiotiques et infections : impact sur la traduction et sa régulation – SaRNAmod

Résumé de soumission

Les modifications de l'ARN sont impliquées dans de nombreux processus biologiques et sont présentes dans toutes les classes d'ARN. Celles-ci sont constitutives ou régulées et peuvent avoir un impact sur les interactions entre ARN, la reconnaissance des protéines, la structure et la stabilité des ARN. Cependant, leur implication dans la réponse aux stress, les changements de l’environnement et les infections causées par des bactéries pathogènes, est encore peu étudiée. Nous émettons l’hypothèse que ces modifications sont omniprésentes dans les ARN et exercent des fonctions inattendues. Avec le développement des technologies modernes de spectrométrie de masse et de séquençage haut débit et la possibilité de tester l'impact des modifications d'ARN sur le processus d'infection, les trois partenaires ont décidé d'unir leurs forces et leurs expertises complémentaires afin de déterminer le rôle des modifications des ARN non codants stables sur la traduction et la régulation chez un pathogène majeur de l’homme, Staphylococcus aureus.
Le projet SaRNAmod est basé sur trois tâches interconnectées et sur une étude comparative de deux souches dont l’une est sensible à la méticilline (HG001) et l’autre résistante (USA300). (i) Nous caractériserons tout d’abord les profils globaux des modifications des ARN, comprenant les ARNt, les ARN ribosomiques (ARNr), et certains ARN régulateurs de la traduction (ARNs). Cette cartographie sera réalisée à l'aide de méthodes innovantes dont la spectrométrie de masse (P1) et le séquençage haut débit (P2). Des méthodes de purification d'ARN sont disponibles. (ii) Nous analyserons les modifications régulées de façon dynamique dans les ARNt et ARNr en réponse à des stress rencontrés au cours de l'infection (oxydatif et monoxyde d’azote) et aux traitements par des antibiotiques anti-toxiques. La technique « profilage ribosome » analysera les conséquences de la dérégulation des modifications sur la fidélité du décodage. (iii) En utilisant des mutations spécifiques au niveau des gènes codant les enzymes de modification, nous analyserons leurs rôles dans la physiologie et la virulence de S. aureus et relierons l'expression d'enzymes de modification spécifiques à des infections spécifiques (P3).
Ce projet devrait apporter des percées majeures : (i) au niveau technique avec le développement de méthodes de spectrométrie de masse et de séquençage haut débit pour cartographier l'ensemble des bases modifiées des ARN (en particulier pour détecter les pseudouridines) ; (ii) au niveau recherche fondamentale, par la cartographie complète des bases modifiées de S. aureus, de leur fonction, des mécanismes de résistance aux antibiotiques, et de la caractérisation des enzymes de modification ainsi que des protéines régulant les modifications des ARN, (iii) au niveau médical, par l'identification de nouvelles cibles et stratégies afin d’interférer avec la virulence et /ou la croissance bactérienne.
Le réseau repose sur la combinaison d'expertises complémentaires incluant la biologie de l'ARN et la compréhension mécanistique du processus de traduction, le développement d'approches de spectrométrie de masse appliquée à la biologie de l'ARN (P1: S. Marzi), la détection des modifications des ARN par séquençage haut débit et les fonctions biologiques de leurs machineries (P2: Y. Motorin), l’etude de la pathogenèse staphylococcique, de la virulence et de la résistance aux antibiotiques (P3: F. Vandenesch). Cette synergie représente une opportunité unique afin d'unir les compétences en biochimie, génétique, structure, protéomique et transcriptomique, les modèles d'infection et les souches isolées des patients, dans un effort commun pour relever le défi de caractériser l'épitranscriptome et sa régulation dans ce pathogène majeur de l’homme et ouvrir vers de nouvelles applications thérapeutiques.

Coordination du projet

Stefano Marzi (Architecture et Réactivité de l'ARN (UPR 9002))

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

IMoPA Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaire
CIRI CENTRE INTERNATIONAL DE RECHERCHE EN INFECTIOLOGIE
ARN Architecture et Réactivité de l'ARN (UPR 9002)

Aide de l'ANR 556 577 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2021 - 48 Mois

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