Projet ANR-11-JSV8-0001 – GenoTrojan : Découverte d'antibiotiques de type "Cheval de Troie" par l'exploitation de génomes: une étude chimique, biosynthétique et enzymologique.
Programme : JCJC - SVSE 8 - Biochime, biologie moléculaire et structurale (JCJC SVSE 8)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Madame Yanyan Li (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR EST)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 170000.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 36 mois
Résumé : Les antibiotiques de type “Cheval de Troie“: nouvelles voies pour combattre l’infection bactérienneIdentification, biosynthèse et ingénierie des antibiotiques « Cheval de Troie » chez les bactéries
Chercher des bonnes moléculesL’émergence de résistances bactériennes aux antibiotiques existants est un problème de santé publique mondial. Il apparaît donc urgent de développer de nouveaux antibiotiques. Certaines bactéries utilisent une stratégie élégante pour combattre leurs compétiteurs. Ils produisent des petites molécules qui possèdent à la fois un motif structural de déguisement qui leur permettent de rentrer dans des souches sensibles, et un motif ayant une propriété toxique qui inhibe une fonction cellulaire spécifique. Cette stratégie constitue une source originale d’inspiration pour le développement de nouveaux antibiotiques. La modularité de deux motifs offre des opportunités pour la combinaison afin de concevoir des molécules chimères. Le projet est pour objective d’identifier des nouveaux antibiotiques de type « Cheval de Troie » chez les bactéries, de comprendre leurs mécanismes de biosynthèse et de générer des nouvelles molécules par une approche combinatoire.
La force combinée de l’approche « l’exploitation de génomes » et l’étude biosynthétiqueLe séquençage de génomes, en croissance exponentielle, fournit une ressource considérable pour la découverte de nouveaux composés bioactifs. La procédure utilisée est appelée « genome mining ». Basé sur les gènes impliques dans la biosynthèse de l’agrocine K84, un antibiotique de type « Cheval de Troie » produit par Agrobacterium, nous avons identifié plusieurs clusters des gènes similaires chez des bactéries dans diverse niches écologiques. Elles inclurent par exemples les bactéries impliquées dans la symbiose entre multiple parties et les bactéries du sol. Guidé par l’analyse génomique, nous allons utiliser une combinaison des méthodes composant la microbiologie, la chimie des petites molécules, la biochimie des protéines et la biologie moléculaire afin d’identifier ces nouveaux composées, de caractériser leur enzymes de biosynthèse et de générer les antibiotiques de type « Cheval de Troie » non-naturels.
Résumé de la soumission : Les antibiotiques de type « Cheval de Troie » utilisent une stratégie élégante pour atteindre les bactéries sensibles. Ils possèdent à la fois un motif structural de « déguisement » qui leurs permettent de traverser les membranes, et un motif ayant une propriété toxique qui inhibe une fonction cellulaire spécifique. Cette stratégie constitue une source originale d’inspiration pour le développement de nouveaux antibiotiques. Jusqu'à maintenant seulement un très petit nombre de ces antibiotiques a été identifié chez les bactéries. Le projet proposé s’inscrit dans la découverte de nouvelles molécules de type « Cheval de Troie » qui ciblent des amino acyl-tRNA-synthétases en particulier, grâce à l’exploitation de génomes (genome-ming). Les bases moléculaires impliquées dans la biosynthèse de telles molécules seront étudiées afin de pouvoir appliquer ces machineries enzymatiques et générer des analogues aux nouvelles activités antibactériennes.
Résultats : Pendant les derniers 6 mois, nous avons modifié génétiquement les bactéries sélectionnées par enlever certains gènes essentiels impliqués dans la synthèse du composée putative. Les mutants seront cultivés et leurs profiles métabolites seront comparés avec celui de la souche sauvage. Nous avons construis une banque de l’ADN génomique qui nous permettra l’expression hétérologue chez Escherichia coli.
Perspectives : Les molécules attendues seraient appliquées dans le développent des nouveaux médicaments. Les machineries biosynthétiques révèleront les nouvelles chimies enzymatiques et seront appliquée dans la synthèse chimio-enzymo des structures complexes.
Publications et brevets : Il n'y pas en ce moment de productions scientifiques.