Contexte 

Le groupe des Bacillus cereus comprend des bactéries inoffensives et des pathogènes opportunistes, dont certaines sont responsables de graves toxi infections alimentaires. Un de nos objectifs est de déterminer les bases génétiques de la virulence de ces bactéries afin de mieux maîtriser les risques qui peuvent leur être associés.

Résultats 

2007 est l’aboutissement d’un vaste travail entrepris depuis une dizaine d’années et portant sur PlcR, le régulateur majeur de la virulence chez B. cereus. Le mécanisme d’activation a été démontré et la totalité du régulon PlcR a été caractérisé.

PlcR et le peptide-signal PapR constituent un système de quorum sensing qui permet de coordonner l'expression des gènes avec la densité bactérienne et les conditions environnementales. Une étude structure-fonction (réalisée en collaboration avec N. Declerck et coll. – CBS, Montpellier) montre que la fixation de PapR induit un changement conformationnel qui active PlcR. Une analyse des différents couples PlcR-PapR, trouvés au sein du groupe B. cereus, révèle les bases moléculaires de la spécificité d’interaction PlcR-PapR.

Une étude phylogénique montre que plusieurs systèmes de communication des bactéries Gram positives présentent des analogies avec PlcR et dérivent d'un ancêtre commun. L’ensemble de ces régulateurs forment une nouvelle famille que nous avons appelée RNPP.

La confrontation d’analyses in silico, transcriptomiques, protéomiques et génétiques démontre que le régulon PlcR comprend 45 gènes, codant notamment pour des protéines exportées (hémolysines, entérotoxines, enzymes dégradatives,…) pouvant jouer un rôle dans l’adaptation et la virulence. L’ensemble de ces données indique que PlcR joue un rôle primordial dans l’adaptation de B. cereus à l’hôte.

Perspectives 

La connaissance des mécanismes de quorum-sensing qui régulent l’expression des gènes de virulence ouvre une nouvelle voie pour la recherche d’antibiotiques pouvant inhiber spécifiquement le pouvoir pathogène de cette bactérie.

Declerck, N., et al., 2007. Structure of PlcR: Insights into virulence regulation and evolution of quorum sensing in Gram-positive bacteria. Proc. Natl. Acad. Sci. 104: 18490-18495.

Bouillaut, L., et al., 2008. Molecular basis for group-specific activation of the virulence regulator PlcR by PapR heptapeptides.Nucleic Acids Res. Nucl. Acids Res. 36:3791-3801.

Gohar, M., et al., 2008.The PlcR Virulence Regulon of Bacillus cereus. PloS ONE, 3:e2793

Contact

Didier Lereclus, UR1249 INRA, Génétique microbienne & Environnement, La Minière