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Volume 46, numéro 9 | 4 novembre 2010

Recherche

Stratégie défensive

Des cultures bactériennes plus résistantes aux virus et des probiotiques plus sécuritaires grâce à une découverte sur l'immunité des bactéries

Par Jean Hamann

Dans l’édition du 4 novembre de la revue Nature, une équipe internationale de chercheurs lève le voile sur un nouveau pan de ce qui peut être considéré comme le système immunitaire des bactéries. Ces chercheurs, dont le noyau est formé par l’équipe du professeur Sylvain Moineau, démontrent que le mode d’action de ce système consiste tout bonnement à scinder les ADN étrangers qui se fraient un chemin jusqu’à l’intérieur de la bactérie. Ce mécanisme parvient ainsi à empêcher l’expression des gènes de bactériophages — un groupe de virus qui utilisent les bactéries pour se reproduire — et des gènes transmis par d’autres bactéries.
   
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. En mars 2007, le professeur Moineau et son équipe du Département de biochimie, microbiologie et bio-informatique démontraient, dans les pages de la revue Science, que les bactéries acquièrent de nouveaux espaceurs à même le matériel génétique des bactériophages auxquels elles sont confrontées. Les espaceurs ainsi acquis leur confèrent une résistance à ces envahisseurs.
   
Dans l’article publié cette semaine dans Nature, Josiane Garneau, Marie-Ève Dupuis, Manuela Villion, Alfonso Magadan, Sylvain Moineau et cinq chercheurs de la société Danisco font une démonstration similaire, mais cette fois avec les plasmides. Les plasmides sont des molécules d’ADN que se refilent les bactéries en s’accolant les unes aux autres, une forme non sexuée d’échange de matériel génétique. Grâce à des outils génomiques, les chercheurs ont inséré un gène conférant une résistance à un antibiotique dans un plasmide qu’ils ont ensuite fait pénétrer dans la bactérie utilisée dans la fabrication du yogourt, S. thermophilus. Résultat? Certaines bactéries ont intégré dans leur génome les espaceurs correspondant à ce gène de résistance et les tentatives subséquentes pour faire entrer le plasmide dans la bactérie ont échoué, résume Sylvain Moineau. Ces bactéries étaient devenues immunisées contre l’acquisition de ce gène de résistance.
   
Les bactéries puiseraient donc à même le bagage génétique des bactériophages et des plasmides le secret pour empêcher l’expression de gènes étrangers. Les espaceurs contenus dans le génome d’une bactérie constitueraient, en partie du moins, les archives de ses confrontations antérieures avec des génomes exogènes.
   
Ce n’est pas un hasard si les chercheurs de la société Danisco s’intéressent à ce sujet. Cette entreprise, qui commercialise notamment des bactéries lactiques servant à fabriquer des yogourts et des fromages, entend utiliser cette découverte pour produire des cultures bactériennes plus résistantes aux bactériophages. La contamination des cultures par les phages est un problème qui cause d’importantes pertes financières aux entreprises biotechnologiques.
   
Sylvain Moineau évoque aussi la possibilité d’utiliser le mode de fonctionnement du système immunitaire bactérien pour améliorer l’innocuité des probiotiques. «Certains ont déjà avancé l’idée que les bactéries probiotiques puissent transmettre à des bactéries nocives des gènes de résistance aux antibiotiques contenus dans des plasmides, signale le chercheur. Il serait possible de prévenir ce problème en intégrant dans le génome des probiotiques les espaceurs qui l’empêchent d’acquérir certains gènes de résistance.»

Marc Robitaille

Sylvain Moineau, Josiane Garneau, Manuela Villion, Marie-Ève Dupuis et Alfonso H. Magadan.

Photo: Marc Robitaille

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