Unité: Génétique bactérienne et différentiation

Responsable: MAZODIER Philippe

Nous nous intéressons au contrôle global de la différenciation morphologique et physiologique chez Streptomyces. Il existe de nombreux éléments communs dans la régulation de ces deux différenciations. Les Streptomycètes produisent une gamme incomparable de métabolites secondaires. La détermination de la séquence des génomes bactériens révèle la présence de nombreuses voies de biosynthèse d'antibiotiques non exprimées. Nous chercherons à caractériser ces modes de régulation et à activer la production de ces antibiotiques.

Les Streptomyces sont des eubactéries filamenteuses, aérobies, vivant dans le sol. Ce genre bactérien est caractérisé par un cycle morphologique complexe proche de celui des champignons filamenteux. Cette différenciation morphologique est accompagnée d'une différenciation métabolique qui fait des Streptomyces le genre bactérien le plus riche en producteurs de métabolites secondaires. Beaucoup sont utilisés par l'homme en tant qu'antibiotiques ou anticancéreux. Ainsi, plus de 50 % des antibiotiques commercialisés sont produits par les Streptomyces.

Etude de l'effet de la dérégulation des protéases ATP dépendantes Lon et Clp sur les différenciations morphologiques et physiologiques

Nous avons montré qu'une mutation dans le gène clpP1 conduit à un blocage de la formation du mycélium aérien ainsi qu'à l'altération de la production de métabolites secondaires. La protéase ClpP qui fonctionne en association avec des ATPase, ClpC et ClpX est donc impliquée dans la régulation de la différenciation. Le système Clp s'est avéré d'une complexité surprenante chez Streptomyces avec la caractérisation d'un total de cinq gènes clpP et de nombreuses boucles de régulation (auto-régulation et régulation croisée en cascade). La production des protéases Lon et Clp est soumise à des régulations transcriptionnelles variées (popR, clgR, hspR, σR) et à des régulations post-traductionnelles impliquant leurs activités protéolytiques.

Etude du système ssrA chez Streptomyces

Nous étudions l'influence du système ssrA (tmRNA) sur l'expression des gènes chez Streptomyces. Nous avons montré que celle-ci n'est pas importante. Cependant nous pensons encore qu'une des raisons de l'inefficacité de l'expression de certains gènes pourrait être due à la dégradation de leur produit à la suite du marquage des peptides en cours de synthèse par le système SsrA. La modification de ce système pourrait permettre l'expression de voies de biosynthèse d'antibiotiques nouveaux chez certains Streptomyces.

Légende :

Croissance de S. lividans sauvage. (droite) et du mutant clpP1 (gauche). Notez la production d'un pigment rouge (undecylprodigiosine), le phénotype " chauve " : absence de formation du mycélium aérien et la complémentation morphologique subtile en périphérie chez le mutant.

Mots-clés: ClpP, Lon, protease, degradation, Streptomyces, differenciation


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