Projet ANR-10-BLAN-1303 – TYR-PHOS.NET : Rôle des réseaux de phosphorylation sur la tyrosine dans la physiologie et virulence bactérienne
Programme : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes : Microbiologie, immunologie, infectiosité (Blanc SVSE 3)
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Ivan MIJAKOVIC (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE JOUY-EN-JOSAS)
Partenaires : Laboratoire d'Enzymologie et Biochimie Structurales; Institut de Biologie et Chimie des Protéines; Institut national de la recherche agronomique; Institut national de la recherche agronomique
Montant : 650000.0 euros
Date de début : 2010
Durée : 48 mois
Résumé : Rôle des réseaux de phosphorylation sur la tyrosine dans la physiologie et virulence bactériennela phosphorylation de résidus tyrosine régule des nombreuses fonctions dans la cellule bactérienne. Notre projet vise à explorer le réseau des kinases et phosphatases afin de décrire la transduction des signaux chez les bactéries pathogènes.
Etablir le réseau d’interaction afin d’identifier les cibles intéressantesLes objectifs principaux sont: 1. Découvrir des nouveaux substrats et modulateurs des B-kinases. 2. Mener une caractérisation structurale des interactions des BY-kinases avec leur substrats et modulateurs. 3. Mener une caractérisation fonctionnelle des interactions des BY-kinases avec leur substrats et modulateurs. Ces résultats vont contribuer à la recherche des nouveaux inhibiteurs des BY-kinases et des agents antimicrobiens.
Etude systémique : « bottom up » et « top down »“Top down”: intéractomique en double hybride, phosphoprotéomique“Bottom up”: études structurales, biochimie, génétique, physiologie bactérienne
Résumé de la soumission : Le projet TYR-PHOS.net est dédié à l’étude des tyrosine-kinases bactériennes (BY-Kinases) et de leur rôle dans la virulence bactérienne et la régulation de diverses fonctions cellulaires. Ce projet rassemble 4 équipes reconnues internationalement dans leur spécialité respective, et dont l’historique de collaboration s’est inscrit dans des publications dans des revues internationales. Il s’agit des laboratoires du Pr. Ivan Mijakovic et du Dr. Christophe Grangeasse, tous deux spécialistes de la caractérisation fonctionnelle des BY-kinases, du laboratoire de cristallographie de Sylvie Nessler qui a notamment caractérisé la première structure d’une BY-kinase, et enfin du laboratoire du Dr. Marie-Françoise Noirot-Gros qui est spécialisé dans la caractérisation des interactions protéine-protéine. Dans ce projet, nous utiliserons une approche intégrative pour identifier et analyser les réseaux d’interaction impliquant des BY-kinases. Il s’agira de caractériser  les interactions que les BY-kinases peuvent établir avec des substrats endogènes potentiels ainsi que les interactions impliquant d’autres partenaires pouvant, par exemple, moduler leur activité. Notre projet présente un caractère à la fois fondamental et finalisé s’articulant autour de l’utilisation de deux microorganismes. L’étude sera réalisée en utilisant d’une part Streptococcus pneumoniae, l’un des pathogènes humains les plus importants en terme de santé publique, et d’autre part la bactérie à Gram-positive Bacillus subtilis chez laquelle la caractérisation de réseaux d’interaction impliquant des BY-kinases a déjà été initiée. La même stratégie experimentale sera menée chez ces deux microorganismes dans le but tirer avantage des observations faites chez l’organisme modèle B. subtilis pour guider et accélérer notre étude chez S. pneumoniae. Notre projet repose non seulement sur les compétences particulières de chacun des participants, mais également sur les résultats qu’ils ont préalablement obtenus: caractérisation de phosphoprotéomes bactériens, réalisation de banque génomique pour l’analyse en double hybride, analyse de structure cristallographique de BY-kinases etc…Nous bénéficierons de la synergie existante entre nos laboratoires pour articuler des approches de biologie moléculaire, de biologie structurale et d’interactomique, nécessaires, dans un premier temps, à la caractérisation de nouveaux partenaires des BY-kinases, puis à l’analyse au niveau moléculaire des modes d’interaction entre les BY-kinases et leur(s) substrat(s) et/ou modulateur(s) et enfin à l’identification du rôle biologique de la phosphorylation sur la tyrosine. Nous nous sommes également assurés du soutien de laboratoires étrangers spécialisés dans certaines technologies, comme la phosphoprotéomique quantitative ou encore la réalisation de tests d’infection de modèle murins (accord de collaboration en annexe), afin de valider nos hypothèses et nos observations. D’un point de vue fondamental, notre étude permettra d’identifier de nouveaux mécanismes de régulation complétant les systèmes de régulation déjà établis afin de mieux comprendre le fonctionnement de la cellule bactérienne. De manière plus finalisée, notre étude devrait permettre de concevoir des stratégies d’inhibition du fonctionnement des BY-kinases (inhibition des interactions avec leurs substrats et/ou leur partenaires) et d’affecter ainsi la pouvoir virulent de certaines bactéries pathogènes.
Résultats : Nous avons réussi à établir les réseaux d’interaction des BY-kinases en double hybride, et dans les mois qui viennent, les résultats de la phosphoprotéomique sont aussi attendus (en collaboration avec UNI Tuebingen, Allemagne). L'analyse fonctionnelle a révélée des nouveaux modulateurs des BY-kinases, conformément à nos attentes.
Perspectives : La découverte des nouveaux modulateurs des BY-kinases représente une grande avancée. Cela va sans doute inspirer des recherché sur les rôles individuelles de ces modulateurs dans la physiologie bactérienne. Chez S. pneumoniae, nous avons trouves des perspectives intéressantes concernant l’implication des BY-kinases dans la régulation du cycle cellulaire.
Publications et brevets : Grace à ce financement par l’ANR, nous avons à ce jour publié sept articles dans de journaux internationaux à comité de lecture, et nous avons effectué trois communication orales sur le sujet des BY-kinases.