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Course aux armements chez les micro-organismes (CNRS)

vendredi 13 avril 2007

3 avril 2007


Le lysozyme est une petite protéine présente à haute concentration dans les larmes, la salive, et le sérum des vertébrés. Cette protéine dégrade spécifiquement le peptidoglycane, molécule complexe qui forme la paroi des bactéries dites « Gram-positives » au nombre desquelles figurent les pathogènes les plus communs comme le Staphylocoque, le Streptocoque ou le redoutable bacille du charbon (anthrax). Le lysozyme apparaît donc comme une première ligne de défense dans l’arsenal antiinfectieux des vertébrés. Ceci a été découvert il y a plus de quatre-vingt cinq ans, en 1921, par Sir Alexander Fleming.

Toute attaque engendrant une riposte dans le monde des micro-organismes, on pouvait s’attendre à ce que l’évolution des bactéries menacées par le lysozyme fasse émerger le moyen d’en inhiber la fonction. Cette prédiction s’est vérifiée en 2001 quand l’équipe de Chantal Abergel dans le laboratoire Information Génomique et Structurale (CNRS) a découvert la forte activité anti-lysozyme du produit d’un gène de la bactérie Escherichia coli, rebaptisé, à cette occasion, Ivy (Inhibitor of Vertebrate lYsozyme).

Dans un article publié par Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (3 avril 2007), cette même équipe présente la confirmation de la fonction protectrice de Ivy, ainsi que la structure moléculaire détaillée du complexe entre le lysozyme et la protéine Ivy de E. coli, complexe que l’on retrouve chez son homologue lointain la bactérie Pseudomonas aeruginosa.

La structure tridimensionnelle de Ivy révèle un type de repliement encore jamais décrit (une découverte de plus en plus rare) et le détail d’une petite boucle de quelques acides aminés, conservés à l’identique chez tous les homologues, qui épouse d’une manière extrêmement spécifique le site actif du lysozyme. Cette information structurale a permis de rechercher la présence d’un gène équivalent parmi la totalité des génomes bactériens connus (près de 500). Une véritable famille de protéines Ivy a ainsi été reconstituée, témoignant du duel évolutif que se livrent le lysozyme et ces micro-organismes dans une variété de biotopes. Une analyse phylogénétique montre même que le gène codant pour Ivy a été transféré horizontalement entre certaines espèces bactériennes, ce qui semble attester de l’avantage qu’il confère pour la survie en milieu naturel.

Références : "Structure and evolution of the Ivy protein family, unexpected lysozyme inhibitors in Gram-negative bacteria", Abergel C, Monchois V, Byrne D, Chenivesse S, Lembo F, Lazzaroni JC, Claverie JM., Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA - avril 2007.

Chercheur : Chantal Abergel