Unité des
Membranes Bactériennes
Institut Pasteur
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III - Etude fonctionnelle et phylogénétique des systèmes ABC
(Dorothée Murat, Olivier Chesneau et Elie Dassa)

Les systèmes ABC (ATP-Binding Cassette) constituent la plus grande famille de paralogues. Ils permettent une très grande variété de processus cellulaires, principalement le transport de molécules à travers les membranes, mais aussi la transcription, la traduction, la protection de l'information génétique et leur régulation. Chez l'homme, 15 maladies génétiques graves (dont la mucoviscidose) sont causées par le dysfonctionnement de transporteurs ABC.

1) Etude Fonctionnelle: les protéines ABC orphelines
Un nombre important de protéines ABC n'ont pas de protéines membranaires associées connues. La fonction de quelques-unes a été identifiée (régulation de la traduction, de la transcription ou réparation de l'ADN). Chez Staphylococcus aureus, la protéine Vga est impliquée dans la résistance aux streptogramines. Une collaboration avec O. Chesneau vise à en comprendre le mécanisme . Quatre gènes d'Escherichia coli de la même famille, mais sans fonction connue, sont à l'étude (D. Murat, A. Pak, J. Mahaux L. Goncalves et E. Dassa). Le Programme Tranversal de Recherches N°131 de l'Institut Pasteur (coordonné par E. Dassa) étudie l'impact de l'inactivation de gènes homologues chez Salmonella typhimurium, S.aureus, Helicobacter pylori, Vibrio cholerae et Synechocystis.

2) Etude Phylogénétique: évolution des systèmes ABC
Nous avons constitué une base de données de séquences, de structures et de fonctions des systèmes ABC (ABCISSE). Elle regroupe plus de 5275 ATPases de type ABC et plus de 13013 gènes quand on y ajoute leurs partenaires. Un outil d'annotation automatisé permet de prédire la fonction (rarement étudiée et inconnue dans la moitié des cas), la spécificité de substrat et les partenaires des ATPases.
Nos analyses phylogénétiques répartissent les systèmes ABC en 3 classes qui recouvrent parfaitement les 3 classes fonctionnelles : les importeurs (exclusivement procaryotes), les exporteurs et les systèmes apparemment dépourvus de domaines transmembranaires qui seraient impliqués dans des phénomènes de régulation. L'analyse des systèmes ABC dans les génomes complets eucaryotes montre qu'ils ont conservé un jeu restreint de systèmes ABC en dépit de grandes différences dans la taille de leurs génomes. L'identification de 6 systèmes ABC typiquement procaryotes dans le génome nucléaire d'Arabidopsis thaliana suggère que les systèmes ABC eucaryotes descendraient essentiellement de bactéries symbiotiques, ancêtres des mitochondries et des chloroplastes (E. Dassa, A. Charlery, O. Garcia, P. Bouige).


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