Décortiquer la signalisation et la régulation des alarmones bactériennes (p)ppGpp en condition d’anaérobie. – AnaeroP

La réponse stringente est une réponse générale au stress permettant aux bactéries de s'adapter et de faire face aux stress environnementaux. La reprogrammation associée de la physiologie cellulaire est causée par l'accumulation intracellulaire des molécules de signalisation (p)ppGpp, qui sont synthétisées par les protéines homologues RelA/SpoT. Bien qu’étudiée depuis plus de 60 ans, les mécanismes moléculaires par lesquels les signaux environnementaux activent la réponse stringente sont encore largement inconnus et représentent un problème non résolu de la biologie moléculaire des procaryotes. En outre, les facteurs qui contrôlent et influencent l'homéostasie du (p)ppGpp restent mal définis et sont pourtant responsables de l'issue de la réponse stringente. Nous avons récemment observé que la petite sous-unité de la nitrite réductase NirD, un régulateur de l'homéostasie de l'oxyde nitrique lors de la respiration anaérobie, favorise l’adaptation et la croissance anaérobie en ajustant le niveau intracellulaire de (p)ppGpp via une interaction physique avec l’alarmone synthetase RelA chez la bactérie Escherichia coli. Cette observation représente la première évidence physiologique associant l'homéostasie du (p)ppGpp au métabolisme anaérobie chez E. coli. L'adaptation à des environnements présentant différentes tensions en oxygène (comme c’est le cas le long du tractus gastro-intestinal) est vitale pour la croissance et la compétitivité mais aussi pour coloniser l'hôte avec succès et pour être responsable de maladies. De façon intéressante, l’analyse de la réponse stringente chez E. coli ou Salmonella a été exclusivement étudiée en condition d’aérobie. Par conséquent, l'impact de la voie de signalisation du (p)ppGpp dans des conditions d’anaérobies est une question qui est restée délaissée jusqu’à présent et qui représente un nouvel axe de recherche émergent et pertinent. Dans ce contexte, AnaeroP est un projet multidisciplinaire ambitieux, regroupant un nouveau consortium de trois partenaires aux compétences et ressources complémentaires, qui vise à décrypter les bases fondamentales du réseau de régulation et de signalisation des alarmones (p)ppGpp en condition d’anaérobie. Pour cela, en utilisant des approches de pointe nous étudions (i) quelle est l’importance physiologique de la signalisation par le (p)ppGpp en condition anaérobie, (ii) comment le (p)ppGpp permet la reprogrammation associée de la physiologie cellulaire (iii) quels sont les mécanismes moléculaires impliqués dans le contrôle de l'homéostasie du (p)ppGpp. Au cours des 60 dernières années de recherche, de nombreuses fonctions ont été attribuées aux alarmones (p)ppGpp et Il est important de souligner que la réponse stringente joue un rôle essentiel dans de nombreux aspects de la physiologie bactérienne, comme la virulence, l'évasion immunitaire ou encore la tolérance aux antibiotiques. Ainsi en répondant à ces questions fondamentales, les résultats du projet AnaeroP permettront d’accroître grandement notre compréhension de la biologie du (p)ppGpp et des mécanismes d’adaptation et de survie des bactéries et nous pensons qu’il ouvrira la voie vers le développement et l'amélioration de nouveaux processus biotechnologiques pour lutter contre les infections bactériennes.