Projet ANR-10-BLAN-1531 – SecPath : Identification et caractérisation moléculaire des signaux de sécrétion des protéines de virulence sécrétées par de système de sécrétion de type 2 bactérien
Programme : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes :  Physique, chimie du vivant et innovations biotechnologiques (Blanc SVSE 5) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Vladimir Shevchik (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE)
Partenaires : Institut de Biologie et Chimie des Protéines; Microbiologie, Adaptation et Pathogénie; Unité de Génétique Mycobactérienne
Montant : 339593.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : De nombreuses bactéries à Gram négatif utilisent des stratégies d’invasion communes et partagent les mêmes machineries cellulaires pour envahir les plantes et les animaux. Le système de sécrétion de type II (T2SS) est largement exploité par les pathogènes de l’homme, des animaux et des plantes (Vibrio, Klebsiella, Pseudomonas, Yersinia, Erwinia, Xanthomonas…) pour sécréter des toxines et des enzymes lytiques. Ces facteurs de virulence sécrétés sont directement impliqués dans la destruction des tissus de l’hôte, facilitant l’infection et l’invasion.
	La sécrétion par le T2SS se passe en deux étapes. Les exoprotéines sont synthétisées avec une séquence signal N-terminale et traversent la membrane cytoplasmique par le système Sec ou Tat. Une fois dans le périplasme elles se replient et sont transportées à travers la membrane externe par le T2SS, une nano-machine composée de 12 à 15 protéines. Bien qu’ils soient étudiés chez de nombreuses bactéries, leur architecture et mode de fonctionnement ne sont pas encore compris. Les protéines sécrétées par le T2SS n’ont pas de motif de sécrétion linéaire apparent et en dépit de nombreuses tentatives pour comprendre les mécanismes de leur reconnaissance, le signal de sécrétion n’a toujours pas été identifié. Ce signal semble être composé de motifs structuraux ce qui nécessite des études structurales des partenaires impliquées, afin de comprendre le mécanisme de reconnaissance par le T2SS. 
	L’objectif du projet est de comprendre comment le T2SS, une nano-machine multiprotéique complexe, transporte des protéines repliées à travers la membrane externe. Ce projet est axé sur le problème de la reconnaissance des exoprotéines par les T2SS : quel est le signal de sécrétion et comment la reconnaissance et la sécrétion des exoprotéines s’effectuent elles ?
	Un aspect innovant de notre projet est l’utilisation d’une approche interdisciplinaire qui nous donnera des réponses du niveau cellulaire au niveau moléculaire. Pour effectuer ce travail, nous tirerons avantage de nos expertises complémentaires dans un grand nombre de méthodes allant de la biochimie, la génétique, la microbiologie à la modélisation in silico, la cristallographie aux rayons X et la spectroscopie RMN. En effet, si l’analyse structurale in silico des protéines sécrétées par des T2SS est une méthode très performante pour identifier des signaux de sécrétion potentiels, elle ne peut pas à elle seule fournir des informations fonctionnelles. D’autre part l’identification de signaux de sécrétion par des approches biochimiques et génétiques nécessite une expertise structurale forte. Une autre originalité de notre projet est l’utilisation de deux modèles bactériens (E. chrysanthemi et K. oxytoca) et d’un panel de protéines sécrétées. Une douzaine de protéines solubles sont sécrétées par le système Out d’E. chrysanthemi, alors que le substrat du système Pul est une lipoprotéine de la membrane externe. Les approches techniques complémentaires utilisées par chaque partenaire et appliquées à différents modèles permettront d’obtenir des informations communes à tous les systèmes.
	Une meilleure compréhension des mécanismes de sécrétion par le T2SS et la détermination de la base moléculaire de la spécificité de la sécrétion va non seulement élargir nos connaissances, mais aussi ouvrir une voie à l’élaboration de nouveaux agents anti-bactériens. Ce projet pourrait aider à la conception de petites molécules qui, en interagissant avec les signaux de sécrétion ou les composants des T2SS, vont bloquer la sécrétion. Ces composés pourraient être une alternative aux antibiotiques pour lutter contre les bactéries pathogènes. Ces résultats pourraient aussi être utilisés pour obtenir la sécrétion de protéines hétérologues d’intérêt biotechnologique par des T2SS, en modifiant la surface des protéines sans affecter leur activité biologique. L’identification des signaux de sécrétion permettra d’utiliser une stratégie rationnelle en vue de ces applications.