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Volume 42, numéro 27 | 29 mars 2007

À la une

Espionnage viral

La découverte d’un mécanisme de défense chez les bactéries pourrait avoir des répercussions importantes pour les entreprises biotechnologiques

Par Jean Hamann

Dans l’édition du 23 mars de la revue Science, une équipe internationale de chercheurs annonce avoir découvert un nouveau mécanisme utilisé par les bactéries pour parer les attaques de virus qui leur sont spécifiques, les bactériophages. Outre l’intérêt que comporte cette découverte sur le plan fondamental, les chercheurs croient que ce mécanisme d’immunité pourrait être utilisé pour réduire les pertes que les bactériophages occasionnent aux entreprises alimentaires, pharmaceutiques ou biotechnologiques qui font appel aux bactéries dans leurs procédés industriels. Cette découverte est d’ailleurs le fruit d’une collaboration entre des chercheurs du Département de biochimie et de microbiologie, Sylvain Moineau et Hélène Deveau, et six chercheurs américains et français de la société Danisco, une entreprise qui produit des bactéries lactiques utilisées, entre autres, pour la fabrication de yogourts et de fromages.

On savait déjà que la majorité des espèces bactériennes ont, dans leur génome, des séquences d’ADN désignées sous le nom de CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Ces segments d’ADN sont composés de séquences répétitives, séparées par des séquences non répétitives appelées espaceurs, dont le nombre peut atteindre 140. On soupçonnait les CRISPR de jouer un rôle dans l’immunité bactérienne, mais aucune preuve n’appuyait cette hypothèse, jusqu’à la parution du dernier numéro de Science.

Les chercheurs de l’Université et de Danisco ont placé, dans un même milieu de culture, deux espèces de bactériophages et une espèce de bactérie du lait qui y était vulnérable. Une partie des bactéries est parvenue à survivre et à se multiplier. L’analyse génomique de ces bactéries mutantes a révélé que leur CRISPR s’était enrichi d’un à quatre nouveaux espaceurs dont la séquence était similaire à un segment d’ADN présent chez les souches de bactériophages utilisées. Plus les nouveaux espaceurs de la bactérie ressemblaient au segment d’ADN viral, plus grande était leur résistance. Pour confirmer leurs observations, les chercheurs ont utilisé des techniques de génie génétique pour ajouter ou pour retrancher des espaceurs dans le génome d’une bactérie. Comme prévu, ces manipulations ont modifié sa résistance aux bactériophages.

Les bactéries puiseraient donc à même le bagage génétique du virus le secret pour en stopper la multiplication. L’ensemble des espaceurs contenus dans le génome d’une bactérie constituerait, en partie du moins, les archives de ses confrontations antérieures avec les bactériophages. «Nous ne savons pas encore par quel mécanisme la séquence génétique du virus se retrouve dans le génome de la bactérie, mais nous y travaillons, souligne Sylvain Moineau. Le mode d’action exact n’est pas connu non plus, mais il pourrait ressembler à un système d’interférence à ARN.»

Il s’agit là d’une excellente nouvelle pour les entreprises de biotechnologie qui utilisent des bactéries, estime Sylvain Moineau. «Mais attention, prévient-il, les bactériophages sont capables de muter et de déjouer ce nouveau système, jusqu’à ce que la bactérie acquiert un nouveau morceau d’ADN du phage.» Toutefois, certains espaceurs auraient des effets moins volatils et leur présence dans le génome d’une bactérie permettrait de prédire sa résistance à certains virus. Danisco entend d’ailleurs utiliser cette découverte pour produire des cultures bactériennes plus résistantes aux phages.
 
La contamination de cultures bactériennes par les bactériophages provoque d’importantes pertes ou diminutions de production dans les entreprises biotechnologiques. Le problème est de taille puisque les bactériophages formeraient la forme de vie la plus abondante sur notre planète.

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La découverte réalisée par Sylvain Moineau, Hélène Deveau et les chercheurs de Danisco servira à produire des cultures bactériennes plus résistantes aux phages.

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