Projet ANR-13-JSV3-0005 – CloSTARn : Rôle du c-di-GMP dans le contrôle via des « riboswitch » et des ARN antisens  de processus cellulaires associés au comportement communautaire chez Clostridium difficile, une bactérie opportuniste responsable d’infections nosocomiales
Programme : JCJC - SVSE 3 - Microbiologie, immunologie, infectiologie (JCJC SVSE 3) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Olga SOUTOURINA (INSTITUT PASTEUR-Laboratoire de Pathogenèse des Bactéries  Anaérobies)
Partenaires : Laboratoire Pathogenèse des Bactéries Anaérobies
Montant : 196872.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 42 mois
Résumé : Clostridium difficile est la principale cause de diarrhées nosocomiales chez les adultes dans les pays industrialisés. Les facteurs de risque sont l’âge et l’antibiothérapie qui par son action sur la flore intestinale facilite l’émergence de C. difficile dans le tube digestif. La proportion de formes sévères d’infections à C. difficile augmente actuellement de manière très préoccupante en Europe. Les processus de colonisation du tube digestif et les fonctions associées ainsi que les mécanismes qui contrôlent le cycle infectieux sont encore peu étudiés. Mieux comprendre la régulation de ces processus semble indispensable pour l’étude de ce pathogène émergent humain. 
Nos données récentes de séquençage à haut débit (RNA-seq) ont montré l’existence d’un grand nombre d’ARN régulateurs potentiels présent chez C. difficile ce qui suggère l’importance des  mécanismes de régulation de l’expression des gènes basés sur l’action des ARN chez cette bactérie. Nous avons mis en évidence des ARNs agissant en cis incluant 66 systèmes de contrôle par terminaison précoce de la transcription ou par modulation de l’initiation de la traduction de type « riboswitch ». Parmi eux, 16 correspondent à des « riboswitch » fonctionnels reconnaissant la présence du cyclic-di-guanosyl-5’monophosphate (c-di-GMP), un signal clé chez les protéobactéries intervenant lors de la transition entre le mode de vie planctonique et la vie communautaire. Le c-di-GMP est impliqué dans la répression de la motilité, l’induction de la formation des biofilms et la modulation de la virulence chez les bactéries pathogènes. Le rôle du c-di-GMP est mal connu chez les bactéries à Gram-positif. Cependant, des publications récentes et nos résultats préliminaires suggèrent un rôle crucial du c-di-GMP pour C. difficile. 
Dans le présent projet nous analyserons le rôle du c-di-GMP dans le fonctionnement des « riboswitch », l’expression des gènes contrôlés et les phénotypes associés incluant la motilité, la formation des biofilms, l’adhésion et la résistance à l’infection phagique. La présence chez C. difficile d’effecteurs ARN de type « riboswitch » en réponse au c-di-GMP et la localisation de trois de ces « riboswitch » en antisens pour les gènes régulés sont tout à fait originales. Nous analyserons plus en détails les gènes induits par l’action de « riboswitch » en présence de concentration élevée de c-di-GMP, qui constituent des bons candidats pour les facteurs associés au comportement communautaire chez C. difficile. Cela inclut deux régulateurs et deux protéines de surface potentiellement impliqués dans la formation de biofilm. Nous allons aussi nous focaliser sur deux « riboswitch » dépendant de c-di-GMP qui de façon très originale sont associés à des ARN antisens et peuvent contrôler un régulateur transcriptionnel et un  système CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) de défense contre l’ADN étranger. Par les approches globales et ciblées nous étudierons le rôle de ces ARN régulateurs dans le contrôle de cycle infectieux de C. difficile. Un aspect particulièrement intéressant de présent projet concerne le lien possible entre le c-di-GMP et la régulation de système CRISPR. L’induction de système CRISPR en présence de c-di-GMP par intermédiaire de l’ARN antisens associé au « riboswitch » pourra conduire à l’augmentation de capacités de défense de C. difficile au sein de communautés bactériennes dans le tube digestif riches en bacteriophages. La réalisation du projet CloSTARn permettra de mieux comprendre le rôle des nouveaux mécanismes basés sur l’action des ARN dans le réseau de régulation contrôlant des processus indispensables pour le développement de C. difficile chez l’hôte.