StbA, une protéine clé dans la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques – .

StbA, une protéine clé dans la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques – .
StbA, une protéine clé dans la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques – .
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Les bactéries ont la remarquable capacité d’évoluer rapidement pour s’adapter en permanence à leur environnement. Un exemple frappant de ce processus d’adaptation est l’apparition de bactéries multirésistantes aux antibiotiques, un problème de santé mondial dérivé de l’utilisation intensive de ceux-ci depuis les années 1940. La capacité des bactéries à évoluer est principalement due à leur capacité à partager et à combiner des éléments génétiques mobiles (MGE). Parmi eux, les plasmides conjugatifs sont des EGM extrachromosomiques autonomes qui sont considérés comme les principaux disséminateurs des gènes de résistance.aux antibiotiques et à la virulence. Ces plasmides ont des dispositifs génétiques sophistiqués qui leur permettent de se propager dans les populations bactériennes horizontalement, c’est-à-dire entre différentes souches ou espèces, par contact direct entre bactéries via un pilus de conjugaison, et verticalement vers les bactéries filles par ségrégation lors de la division cellulaire.

Le plasmide R388 utilise un système unique, différent de ceux décrits jusqu’ici, qui contrôle et coordonne ses deux modes de propagation. La protéine multifonctionnelle StbA, qui en est l’acteur clé, fait l’objet d’une étude multiéchelle combinant biologie structurale, biochimie et microscopie de fluorescence, dans le but de caractériser ses activités. Ce travail est le fruit d’une collaboration franco-espagnole.

StbA est organisé en deux domaines, un domaine conservé dans toutes les protéines de la famille et un domaine non conservé. Pour mieux comprendre la base moléculaire de la propagation du R388, les scientifiques ont déterminé la structure cristalline du domaine conservé de StbA à une résolution de 1,9 Å. Il forme un domaine de liaison à l’ADN Helix-all-helix (HTH), qui est lié à un régulateur de transcription PadR de tuberculose mycobactérienne. Les régulateurs PadR forment une grande famille de protéines structurellement apparentées qui jouent un rôle dans divers processus biologiques, tels que la détoxification, la virulence, la synthèse d’antibiotiques et la résistance multidrogue dans divers phylums bactériens. Ce travail montre que le domaine HTH de StbA porte les activités spécifiques de liaison à la séquence d’ADN nécessaires à la fois à la régulation transcriptionnelle de plusieurs gènes dont la fonction est encore inconnue et au positionnement subcellulaire du plasmide. Le positionnement est directement lié aux capacités de propagation du plasmide. Le rôle de StbA serait de confiner le plasmide au niveau du nucléoïde bactérien, assurant ainsi sa transmission stable aux cellules filles, tandis qu’une seconde protéine, StbB, permettrait, potentiellement par des interactions avec le domaine non conservé de StbA, de certaines copies du plasmide pour se positionner au niveau de la membrane bactérienne où la conjugaison peut avoir lieu.

StbA est présent sur de nombreux plasmides trouvés dans des bactéries pathogènes multirésistantes critiques pour la santé humaine selon l’Organisation mondiale de la santé (en particulier Acinetobacter, Pseudomonas et diverses entérobactéries). La compréhension des mécanismes associés à cette protéine pourrait permettre de développer des molécules capables de bloquer la propagation des plasmides et ainsi contribuer à la lutte contre la multi-résistance des bactéries aux antibiotiques, notamment en milieu hospitalier.

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© Catherine Guynet

Image: Schéma montrant les différentes activités de contrôle de la propagation plasmidique par la protéine multifonctionnelle StbA. Le contrôle des voies de propagation, verticale (par ségrégation vers les bactéries filles lors de la division cellulaire) et horizontale (par transfert d’une bactérie à une autre par conjugaison), est corrélée au positionnement subcellulaire des plasmides et de StbA par rapport aux bactéries. activité de répression nucléoïde et transcriptionnelle de StbA dans plusieurs gènes impliqués dans l’établissement du plasmide après conjugaison.
StbA est représenté en jaune, le nucléoïde en rose, les gènes dont l’expression est régulée par StbA sont indiqués par des flèches bleues, les séquences de liaison à l’ADN spécifiques de StbA par des lignes jaunes et l’origine du conjugué de transfert en vert.

Pour en savoir plus :
Caractérisation du domaine de liaison à l’ADN de StbA, une protéine clé d’un nouveau type de système de ségrégation de l’ADN.
Quèbre V, Del Campo I, Cuevas A, Siguier P, Rech J, Le PTN, Ton-Hoang B, Cornet F, Bouet JY, Moncalian G, de la Cruz F, Guynet C.
J Mol Biol 19 juillet 2022 doi: 10.1016/j.jmb.2022.167752.

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StbA une protéine clé dans propagation des gènes résistance aux antibiotiques

 
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