Plusieurs équipes de recherches de l’Institut Pasteur (INSERM, CNRS et INRA), sous la houlette de Pascale Cossart, ont répondu à une question ancienne : comment une inoffensive bactérie de l’environnement, Listeria monocytogenes, acquiert-elle un caractère pathogène un fois hébergée par son hôte ?
La réponse est venue de l’utilisation de nouvelles puces à ADN, qui ont permis l’analyse du génome bactérien dans sa totalité. En comparant, in vitro, ex vivo et in vivo, les bactéries dans leurs états sauvage (inoffensif) et pathogène, les chercheurs ont montré que L. monocytogenes change de visage entre ses deux conformations. Pour acquérir ses caractères pathogènes, elle module de façon massive l’activité de son génome. Elle active successivement plusieurs groupe de gènes de virulence, restés jusque-là silencieux.
Activation des gènes de virulence.
En pratique les équipes de Pascale Cossart ont réalisé un transcriptome de la bactérie, c’est-à-dire qu’ils ont analysé la totalité des produits des gènes bactériens, les ARN. Ils se sont ensuite penchés sur leur régulation en milieu externe et chez l’hôte (intestin et sang). Il est apparu qu’existent 50 petits ARN, soit plus que prévu. Chez la souris, au moins deux d’entre eux sont impliqués dans la virulence bactérienne. Une fois dans la lumière intestinale L. monocytogenes subit un remodelage transcriptionnel extensif avec activation des gènes de virulence. Un phénomène du même ordre survient en milieu sanguin, sous la dépendance d’autres médiateurs.
Les chercheurs ont constaté avec surprise que plusieurs ARN non-codants, absents de la souche non pathogène L. innocua, montrent les mêmes modèles d’expression que les gènes de virulence. Ils ont également mis au jour de nouveaux types d’ARN régulateurs, qui existent probablement chez d’autres bactéries.
Au-delà de la compréhension du mode adaptatif de la Listeria, ce travail ouvre des perspectives dans le domaine de la régulation des ARN. Il met l’accent sur des mécanismes régulateurs inconnus jusqu’à présent et probablement communs à toutes les espèces vivantes.
Nature édition avancée en ligne, doi : 10.1038/nature8080.
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