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Parois / Chapot-Chartier

 

 
DYNAMIQUE DE LA PAROI BACTERIENNE

Responsable: Marie-Pierre CHAPOT-CHARTIER

PROJECT DE RECHERCHE / THEMATIQUE

La paroi des bactéries à Gram positif est un assemblage complexe et dynamique de différents polymères : peptidoglycane, protéines, polysaccharides, acides teichoiques. C’est une structure essentielle qui assure l’intégrité et la forme de la cellule bactérienne et qui doit posséder la plasticité nécessaire à la croissance bactérienne. Ces propriétés impliquent des mécanismes de contrôle génétiques et biochimiques de la synthèse et de la dégradation des composants de la paroi.
Dans le cadre des associations bactéries-hôte, les polymères exposés à la surface des bactéries déterminent des propriétés importantes telles que l’adhésion aux tissus ou la réponse immunitaire de l’hôte. Les composants de la paroi sont donc des médiateurs importants des interactions entre bactéries commensales, probiotiques ou pathogènes et leur hôte.
Dans notre équipe nous analysons la composition de la paroi dans différentes espèces modèles afin de comprendre les principes d’organisation biochimiques et génétiques de cette structure et de mieux caractériser son rôle dans les interactions bactérie-hôte.

Les objectifs généraux de notre équipe sont :
> de construire un modèle intégré et dynamique de la composition de la paroi chez les bactéries à Gram positif ;
> de mieux comprendre le rôle des composants de la surface bactérienne et de leurs variations structurales dans les interactions des bactéries avec leur hôte.
Afin de prendre en compte la diversité pariétale, nous avons choisi trois modèles bactériens : Lactococcus lactis, la bactérie lactique alimentaire modèle, Lactobacillus casei, une bactérie lactique probiotique, et Streptococcus agalactiae, une bactérie pathogène opportuniste et commensale.

Nos travaux de recherche se déclinent au travers de trois axes principaux d’étude:
(1) la structure, la biosynthèse et les modifications structurales des glycopolymères de la paroi incluant le peptidoglycane, les polysaccharides et les (glyco)protéines,
Méthodologies : Génétique, Biochimie, HPLC, Protéomique, Spectrométrie de masse.
(2) les mécanismes de régulation de l’équilibre entre synthèse et dégradation de la paroi.
Méthodologies : Génétique, Mutants, Transcriptomique
(3) le rôle des polymères de surface dans les interactions des bactéries avec leurs hôtes mammifères.
Méthodologies : Microbiologie cellulaire, Microscopie, Cytométrie de flux, Modèles animaux

Quelques résultats récents :
Une nouvelle modification structurale du peptidoglycane
Nous avons identifié une nouvelle modification des chaines de glycanes constitutives du peptidoglycane chez un lactobacille probiotique (Bernard et al., 2011): une O-acétylation des résidus N-acétylglucosamine (GlcNAc) qui n’avait pas été décrite auparavant.

La caractérisation structurale par spectrométrie de masse des muropeptides acétylés de Lactobacillus plantarum a montré que les deux sucres du peptidoglycane (GlcNAc et acide N-acétylmuramique (MurNAc)) sont O-acétylés chez cette bactérie. Deux enzymes différentes à activité O-acetyltransferase sont responsables de ces modifications. Elles jouent des rôles antagonistes qui permettent de moduler l’activité des autolysines endogènes (Acm2, LytH).

Une nouvelle structure pariétale : la pellicule de polysaccharides présente à la surface de deux bactéries Gram+ d’intérêt
Nous avons identifié une nouvelle structure pariétale composée d’un polysaccharide et appelée pellicule, chez deux bactéries Gram+ d’intérêt : Lactococcus lactis (Chapot-Chartier et al., 2010 ; André et al., 2010) et Streptococcus agalactiae (Mistou et al., unpublished results). Chez L. lactis, nous avons montré que cette pellicule protège les bactéries de la phagocytose.


Un modèle de réponse au stress de paroi provoqué par l’hydrolyse du peptidoglycane par le lysozyme, enzyme antibactérienne produite dans les mucus mammifères
Les investigations sur les effets de l’introduction de cassures à l’intérieur du peptidoglycane nous ont conduits à disséquer la cascade d’évènements régulateurs qui permet à la cellule bactérienne de répondre au stress de paroi (Veiga et al., 2007). Nous avons montré que les protéines apparentées à Spx jouent un rôle central dans ce réseau de régulation. Dans le modèle proposé, un système à deux composants (CesSR) détecte le stress de paroi et augmente l’expression du régulateur SpxB. Ce régulateur se lie à l’ARN-polymérase et active l’expression du gène oatA impliqué dans l’O-acétylation du peptidoglycane, ce qui le protège de l’hydrolyse.


Rôle d’une glycoprotéine exposée à la surface bactérienne dans l’interaction bactérie-cellule phagocytaire
Les glycoprotéines constituent une nouvelle catégorie de composés de la paroi bactérienne. Nous avons montré que la présence d’une protéine glycosylée (Srr1) dans la paroi de S. agalactiae est déterminante pour les propriétés d’adhésion et la virulence de la bactérie (Mistou et al., 2009).


La Glycoprotéine Srr1 est impliquée dans la phagocytose des streptocoques par les macrophages.

FINANCEMENT

Notre activité est soutenue par divers partenaires : l’INRA, l’ANR, industriels, la communauté européenne, …..

CONTACTS

Marie-Pierre CHAPOT-CHARTIER
Institut Micalis (UMR1319/INRA-AgroParisTech)
I.N.R.A., Domaine de Vilvert
78352 Jouy en Josas Cedex, France

Tel: 33 (0)1 34 65 22 68
Fax: 33 (0)1 34 65 20 65

Rédaction : Michel-Yves MISTOU
Date de création : 14 Avril 2011
Mise à jour : 12 Février 2014