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Parutions

 

ORFan's attack : détournement ciblé du chaperon HSP70

 

La protéine Rki, identifiée dans cette étude, est codée par un gène ORFan de bactériophage. Cette protéine virale est capable de cibler et d'inactiver spécifiquement le chaperon multifonctionnel HSP70 qui contrôle des mécanismes essentiels chez l'organisme hôte, comme la réponse au stress. Ce phénomène de détournement, hautement toxique pour la bactérie infectée, favorise la prolifération du virus. Détaillés dans la revue PLoS Genetics, ces résultats ont été obtenus par des chercheurs du Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires (LMGM, CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier), de l'Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS, CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier) et de l'Université de Genève en Suisse.


Les virus infectant les bactéries, appelés bactériophages, représentent l'entité la plus abondante de la planète et le plus important réservoir inexploré d'informations génétiques. Ils contrôlent la croissance bactérienne, orchestrent le transfert horizontal de gènes et exercent un profonde influence sur l'écologie.

L'une des caractéristiques les plus étonnantes de ces bactériophages est qu'ils renferment une quantité considérable de gènes orphelins, appelés « ORFans ». Ces gènes sont de fonction inconnue et n'appartiennent à aucune famille définie de gènes cellulaires, en dépit du fait qu'ils sont conservés chez des bactériophages très distants. Cette ressource inexplorée de gènes est généralement considérée comme la « matière noire » de la biosphère.

Il existe des ORFans qui régulent des fonctions vitales chez la bactérie hôte infectée. L'étude de ces gènes pourrait donc aboutir, non seulement à la découverte de nouvelles fonctions biologiques, mais aussi à l'identification de nouveaux composés antibactériens dirigés contre certains pathogènes.

Les chercheurs du LMGM, de l'IPBS et de l'Université de Genève ont identifié la protéine Rki, le produit d'un gène ORFan codé par un entérobacteriophage virulent, qui contrôle spécifiquement la réponse au stress chez la bactérie Escherichia coli. En effet, les résultats de leur étude, obtenus in vivo et in vitro, ont montré que rapidement après l'infection par le bactériophage, la protéine virale Rki cible puis détourne spécifiquement le chaperon moléculaire HSP70 de l'hôte bactérien.

Ce chaperon ubiquitaire est l'élément charnière du réseau de chaperons bactériens impliqué dans le maintien de l'homéostasie des protéines (incluant le repliement et la sécrétion des protéines et la protection contre l'agrégation des protéines) et dans le contrôle de la réponse au stress qui dépend du facteur de choc-thermique HSF (« Heat-shock factor »).

En accord avec les fonctions cellulaires clés d'HSP70, l'interaction entre Rki et HSP70 est fortement toxique pour la bactérie. D'autres expériences réalisées in vivo ont ensuite révélé que cette interaction toxique stabilise HSF, induit la synthèse de protéines de stress HSPs (« Heat-shock proteins ») contrôlées par HSF et facilite la prolifération du bactériophage.


 

Figure : Le chaperon HSP70 contrôle l'homéostasie des protéines (sécrétion, repliement et agrégation) ainsi que la réponse au stress régulée par le facteur de choc thermique HSF. Ces fonctions essentielles sont inhibées par la protéine virale Rki, permettant au bactériophage de proliférer plus aisément au sein de la bactérie hôte. © LMGM, Pierre Genevaux


 

En savoir plus

  • A bacteriophage-encoded J-domain protein interacts with the DnaK/Hsp70 chaperone and stabilizes the heat-shock factor σ32 of Escherichia coli, Elsa Perrody, Anne-Marie Cirinesi, Carine Desplats, France Keppel, Françoise Schwager, Samuel Tranier, Costa Georgopoulos, Pierre Genevaux, PLoS Genetics (2012), 8(11): e1003037, doi:10.1371/journal.pgen.1003037.

 

Contact chercheur

  • Pierre Genevaux
    Laboratoire de microbiologie et génétique moléculaires (LMGM)
    UMR 5100 CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier
    118 Route de Narbonne
    31062 Toulouse Cedex 9

 

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