Des chercheurs de Penn State rapportent une défense bactérienne qui réutilise l'ADN viral dormant : une enzyme recombinase appelée PinQ inverse un segment du génome pour produire des protéines protectrices qui bloquent l'infection, travail décrit dans Nucleic Acids Research.
Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que les virus « fossiles » intégrés dans les génomes bactériens peuvent influencer la façon dont les microbes repoussent les nouveaux envahisseurs. Une équipe dirigée par Penn State détaille maintenant le fonctionnement d'un tel système et comment il pourrait éclairer les antiviraux futurs. (psu.edu)
- Ce que l'étude a trouvé L'équipe a examiné des prophages cryptiques — virus anciens et inactifs nichés dans l'ADN bactérien — et identifié une défense chez Escherichia coli déclenchée par l'enzyme PinQ. Lorsque l'attaque d'un phage se profile, PinQ inverse un segment de 1 797 paires de bases dans un prophage cryptique séparé, générant des protéines chimériques qui bloquent le phage T2 de s'attacher à la surface cellulaire, première étape cruciale de l'infection. L'article évalué par les pairs identifie StfE2 comme l'inhibiteur principal (avec StfP2 contribuant) et cartographie comment ces protéines interfèrent avec l'adhésine de T2, Gp38, aux récepteurs de la membrane externe OmpF et FadL. (academic.oup.com)
« Les antibiotiques échouent, et le substitut le plus probable est les virus eux-mêmes », a déclaré Thomas K. Wood, professeur d'ingénierie chimique à Penn State, qui a dirigé la recherche, ajoutant que comprendre les défenses antibactériennes contre les phages est essentiel avant que les phages thérapeutiques puissent être utilisés à grande échelle. (psu.edu)
Comment ils l'ont testé
Dans des essais en laboratoire, les chercheurs ont surproduit les protéines dérivées de l'inversion chez E. coli et ont défié les bactéries avec T2. Les mesures de turbidité ont indiqué une activité réduite du phage, et dans des expériences d'évolution dirigée sur huit passages, T2 s'est échappé principalement par des mutations dans gp38, cohérent avec le mécanisme de blocage d'adsorption. La modélisation computationnelle a soutenu comment StfE2 peut perturber les interactions de Gp38 avec OmpF et FadL, en accord avec les données expérimentales. (psu.edu)Pourquoi cela compte
Bien que des recombinases aient été notées près des loci de défense bactériens, les auteurs rapportent cela comme la première démonstration qu'une recombinase active directement la défense antiphage en inversant l'ADN pour produire des protéines antivirales. Au-delà de la biologie de base, ce travail pourrait informer des alternatives basées sur les phages pour certains usages d'antibiotiques et aider à optimiser les processus de fermentation industrielle tels que le yaourt et le fromage. (psu.edu)Publication, auteurs et soutien
L'étude, « Adsorption of phage T2 is inhibited due to inversion of cryptic prophage DNA by the serine recombinase PinQ », a été publiée dans Nucleic Acids Research (Volume 53, Numéro 19 ; DOI : 10.1093/nar/gkaf1041). Les auteurs incluent Joy Kirigo ; Daniel Huelgas‑Méndez ; Rodolfo García‑Contreras ; María Tomás ; Michael J Benedik ; et Thomas K. Wood. Le financement est venu de l'Endowment de biotechnologie, de l'Université nationale autonome du Mexique et du Secrétariat à la Science, aux Humanités, à la Technologie et à l'Innovation. (academic.oup.com)Ce qui suit
Selon Penn State, l'équipe prévoit d'explorer le potentiel antiviral à travers huit prophages supplémentaires actuellement à l'étude en laboratoire. (psu.edu)
