Projet ANR-10-JCJC-1303 – A Fun T6SS : Assemblage et Fonction des Systèmes de Sécrétion de Type VI bactériens
Programme : JCJC : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes :  Microbiologie, immunologie, infectiosité (JCJC SVSE 3) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Eric CASCALES (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE PROVENCE)
Partenaires : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires
Montant : 350000.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : La pathogénicité bactérienne dépend de l'action coordonnée de différents processus tels que la formation de biofilm, les interactions avec les cellules hôtes par liaison à des matrices extracellulaires ou à des récepteurs de surface, l'interférence avec et le détournement des voies métaboliques ou régulatrices de l'hôte, mais également par le relargage de toxines. La majorité de ces mécanismes nécessite la production de protéines ou de structures de surface telles que les adhésines, les exopolysaccharides, les pili ou les systèmes de sécrétion. Ces derniers sont des machines moléculaires permettant le transport de protéines toxiques ou effectrices dans le milieu environnant ou directement dans la cellule hôte.
Ces systèmes de sécrétion sont répartis chez la majorité des bactéries, et permettent l'infection de cellules eucaryotes, la survie ou la réplication de la bactérie. Six systèmes de sécrétion ont été identifiés jusqu'à présent chez les proteobactéries. Ils sont appelés Type I à Type VI (SST1 à SST6). Parmi ceux-ci, on trouve des systèmes composés d'une protéine unique ou composés de plus de 20 protéines. Ces systèmes de sécrétion sont des acteurs clé de la virulence bactérienne, et ont évolué à partir d'organelles physiologiques à des fins de pathogénicité. Par exemple, les SST1 ressemblent à des transporteurs ABC, tandis que les SST2, -T3 et –T4 sont structurellement et phylogénétiquement reliés aux pili de Type IV, aux flagelles, et aux pili conjugatifs respectivement.
En 2006, le groupe de John Mekalanos a identifié un sixième système de sécrétion (SST6) chez Vibrio cholerae et Pseudomonas aeruginosa. A la suite de cette identification, un grand nombre d'étude ont permis de montrer que les SST6 sont retrouvés dans la majorité des bactéries à Gram négatif dont de nombreuses souches pathogènes d'animaux, de l'homme ou de plantes. Les études récentes sur ce système de sécrétion ont montré à quel point ces SST6 étaient fascinants. En effet, des études ont montré que deux sous-unités des SST6 présentent des homologies structurales avec deux sous-unités du bactériophage T4: la protéine majeure de la queue, et la seringue d'injection. Il est maintenant admis que les SST6 seraient donc phylogénétiquement et structurellement reliés au bactériophage T4.
L'objectif majeur de ce projet est de décrypter comment ce système de sécrétion s'assemble, comment les différentes sous-unités interagissent ensemble pour former l'appareil de sécrétion, et comment elles coordonnent leur incorporation pour former un système de sécrétion fonctionnel et efficace. Dans ce projet, nous proposons de caractériser les différentes sous-unités en terme de localisation, de topologie et d'interaction. L'étape suivante dans la compréhension de ce système de sécrétion est de déterminer dans quel ordre les différentes sous-unités sont incorporées dans la structure. Pour atteindre ces objectifs, nous utiliserons une combinaison d'approches de biologie moléculaire, de biologie structurale, de biochimie et de microscopie, en utilisant des techniques in vivo et in vitro. Ceci est réalisable grâce aux compétences et à l'expertise des différents membres de l'équipe, mais également par la mise en place de collaborations nationales et internationales.
Comprendre comment ces systèmes de sécrétion s'assemblent au niveau de l'enveloppe cellulaire est d'un intérêt primordial pour comprendre comment ils fonctionnent à un niveau moléculaire, et comprendre leur relation avec les étapes de la morphogénèse de la capside du bactériophage T4.