Bactéries qui colonisent les mammifères à sang chaud, y compris des agents pathogènes comme Escherichia colisont constamment exposés à des variations brusques de leur environnement, qu’il s’agisse de changements de température ou de fluctuations de pH. Pour survivre, ils utilisent des mécanismes moléculaires sophistiqués pour ajuster l’expression de leurs gènes en fonction des conditions extérieures. L’un de ces mécanismes est la terminaison de transcription Rho-dépendante (TTRD), qui utilise la protéine Rho pour réguler la transcription des ARN messagers. Deux études récentes, réalisées par des chimistes et biologistes du CNRS et de l’Université Vanderbilt, mettent en évidence le rôle essentiel de ce mécanisme dans la réponse bactérienne au stress thermique et à la faim.
La première étude, publiée dans Cellule moléculairese concentre sur les variations de température auxquelles les bactéries sont fréquemment exposées. Lorsqu’ils quittent leur hôte et son environnement « chaud » (37°C) pour un environnement froid, ils subissent un « choc froid ». Ce choc ralentit la production de protéines, cruciales à la survie bactérienne. L’équipe de scientifiques montre comment la protéine Rho intervient dans ce processus, en régulant la production d’ARN messagers indispensables à la production de protéines qui aident les bactéries à résister au froid. À haute température (37°C), Rho interagit avec ces ARN pour stopper leur production, mais à basse température (15°C), cette interaction est bloquée, permettant aux bactéries de produire les protéines nécessaires. Une fois acclimatée, la production est à nouveau ralentie pour économiser de l’énergie, garantissant une réponse adaptative fine et efficace.
La deuxième étude, publiée dans PNASse concentre sur l’adaptation des bactéries aux fluctuations de pH liées aux cycles de famine et d’abondance. En effet, dans les périodes d’abondance de nutriments facilement dégradés comme les glucides, le métabolisme bactérien libère des sous-produits plutôt acides qui tendent à abaisser le pH du milieu dans lequel ils se trouvent. A l’inverse, en période de famine, les bactéries se nourrissent de nutriments plus complexes dont la dégradation augmente le pH. Les bactéries doivent s’adapter à ces fluctuations de pH pour maintenir leur équilibre interne et continuer à fonctionner efficacement. L’équipe de scientifiques montre qu’une mutation de la protéine Rho, Rho(R109H), rend son activité sensible aux variations de pH, permettant aux bactéries d’ajuster leur réponse métabolique en fonction de l’environnement extérieur et ainsi d’optimiser leur survie. dans des conditions extrêmes (famine ou abondance). Cette mutation affecte la capacité de Rho à se lier aux ARN et à arrêter leur transcription. Dans les environnements où le pH est souvent élevé, comme en période de famine, cette mutation semble aider la bactérie à mieux réguler son métabolisme en optimisant l’utilisation des ressources disponibles et en facilitant la gestion des déchets organiques.
Ces résultats offrent un nouveau regard sur la manière dont les bactéries qui colonisent les humains et les animaux à sang chaud, y compris la plupart des bactéries pathogènes, utilisent des stratégies génétiques adaptatives pour survivre et prospérer dans des environnements changeants. Ces travaux révèlent l’importance du mécanisme Rho-dépendant dans cette adaptation rapide et pourraient avoir des implications dans la lutte contre les infections bactériennes.
