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Microbial Adaptation Determinants

Responsable : Alexandra Gruss

Sandy web

PROJECT DE RECHERCHE / THEMATIQUE

Contexte :
Notre laboratoire étudie la réponse et / ou l’adaptation bactérienne aux facteurs environnementaux et l’impact sur leur biologie. Les deux points suivants constituant la base principale de nos études :
I – De nombreuses bactéries lactiques, connues pour leur métabolisme fermentaire, peuvent, lorsqu’on leur fourni de l’hème et des ménaquinones, activer un mode de respiration aérobie. Ce changement métabolique leur apporte un avantage en terme de croissance et de survie, avantage confirmé tant in vivo que in vitro. Nos recherches actuelles visent à comprendre les mécanismes et les conséquences du métabolisme respiratoire, ainsi que l’impact de l’utilisation de l’hème et des ménaquinones sur l’adaptation et la virulence bactérienne.
II – Les bactéries ont généralement la capacité d’assimiler diverses molécules hydrophobes et de les utiliser directement pour complémenter et / ou améliorer leur croissance. En dehors de l’hème et des ménaquinones (les deux sont hydrophobes), les acides gras peuvent également changer radicalement l’expression bactérienne. Ce changement radical, induit par ces molécules hydrophobes, ouvre de larges perspectives vers la compréhension, et potentiellement le contrôle, de la perception par la bactérie de son environnement et des réponses qu’elle y apporte.

Activités de recherche actuelle :
Nous cherchons à montrer, sur le plan mécanistique, la manière dont les bactéries peuvent retirer un bénéfice et répondre aux molécules de l’environnement, y compris celles décrites ci-dessus.
Cinq classes de molécules sont étudiées : hème, ménaquinones, métaux, acides gras et sucres. Comme toutes ces molécules sont connues pour avoir des effets uniques sur la bactérie, un objectif est de prendre en compte le rôle sur la croissance ou l’inhibition, et la persistance bactérienne de ces molécules. Nous utilisons comme modèle bactérien Lactococcus lactis (bactérie alimentaire), Streptococcus agalactiae et Staphylococcus aureus (pathogènes opportunistes).
1) Caractérisation des bases moléculaires de l’acquisition, l’utilisation, l’homéostasie et l’efflux des molécules courantes de l’environnement.
2) Détermination de la réponse bactérienne à ces molécules durant la croissance in vitro et pour les pathogènes opportunistes, durant la colonisation ou l’infection in vivo par suivi de la viabilité, la persistance et l’expression. En particulier, nous regardons les effets sur les différentes voies métaboliques, de l’adaptation au stress oxydant ou aux métaux ainsi que la résistance à certains antibiotiques.
3) Développement d’application découlant des précédents points : définition de stratégies permettant l’amélioration de la croissance mais aussi de la survie des bactéries lactiques alimentaires grâce aux informations obtenues sur ces molécules. Inversement, par l’identification des différentes voies métaboliques activées ou réprimées en présence de ces molécules, nous pouvons tester de nouvelles stratégies et leur efficacité sur la diminution de l’implantation ou de l’infection par des pathogènes opportunistes.

Contributions récentes :
a – identification de la peroxiredoxine AhpC, une protéine se fixant à l’hème et chaperonne putative chez S. agalactiae.
b – caractérisation de régulons impliqués dans l’efflux de l’hème chez L. lactis (dont l’opéron ygfCBA) et chez S. agalactiae (dont les opérons pefAB et pef CDE, également impliqués dans l’efflux de la protoporphyrine IX).
c – identification et caractérisation de deux transporteurs de nickel chez S. aureus (dont opp2 et opp5A, composant d’un ABC transporteur renommé système nikA/BCDE).
d – caractérisation chez de nombreuses bactéries à gram positif dont des pathogènes opportunistes, de la capacité générale à contourner la nécessité de biosynthèse de novo des acides gras.

CONTACT

Alexandra Gruss

INRA - MICALIS UMR1319
Bât 442
Domaine de Vilvert
78350 Jouy en Josas

+33 1 34 65 21 68