Sur les traces d'une bactérie extrêmement adaptative
L'étude du génome de Pseudomonas syringae révèle des produits naturels uniques : nouvelles perspectives pour la biotechnologie
Une étude récente menée par une équipe de recherche interdisciplinaire montre comment une bactérie du sol peut devenir une source d'inspiration dans la recherche de nouvelles substances actives. Des analyses génomiques du pathogène végétal Pseudomonas syringae mettent en lumière sa diversité chimique. Deux familles de produits naturels récemment découvertes, les syrilipamides et les sécimides, sont - en combinaison - particulièrement nocives pour les amibes et les sécimides sont également actifs contre les champignons.
L'analyse du pangénome des souches de Pseudomonas syringae (au centre) a permis de trouver de nouveaux composés (à l'extérieur).
Copyright: Luo Yu, Leibniz-HKI
La diversité du génome reflète la capacité d'adaptation
L'agent phytopathogène Pseudomonas syringae cause d'importants dégâts dans l'agriculture. Cependant, il produit également un grand nombre de produits naturels biologiquement actifs. Ceux-ci pourraient aider la bactérie à s'adapter à des conditions environnementales changeantes et à supplanter ses concurrents. Dans le cadre d'une analyse génomique complète, les chercheurs ont examiné 18 souches représentatives de l'espèce bactérienne et analysé leur potentiel génétique de production de produits naturels à l'aide de méthodes bioinformatiques de pointe.
Ils ont pu identifier au total 231 groupes de gènes dits biosynthétiques. Ces groupes de gènes contiennent des gènes codant pour des enzymes qui sont responsables de la synthèse de produits naturels. Les gènes des synthétases de peptides non ribosomiques (NRPS) étaient particulièrement abondants. Les NRPS produisent des produits naturels qui, par exemple, aident la bactérie à s'affirmer face à ses concurrents et à s'adapter à son environnement.
Des produits naturels aux propriétés particulières
Grâce à une combinaison d'analyses bioinformatiques, de détermination de la structure chimique et de tests d'activité biologique, deux nouvelles familles de produits naturels ont été identifiées et caractérisées : les syrilipamides et les sécimides. Tous deux sont des composés de faible poids moléculaire produits par Pseudomonas syringae. Ces molécules présentent une toxicité remarquable pour les micro-organismes concurrents, en particulier pour les champignons et les amibes. Leur effet sélectif pourrait être utilisé à l'avenir pour la protection des plantes ou comme point de départ pour le développement de nouvelles substances bioactives.
L'enzyme SecA élargit le répertoire chimique
"Nous avons également découvert une enzyme inconnue jusqu'à présent : SecA", explique Shuaibing Zhang, premier auteur de l'étude. "SecA ajoute des atomes de chlore à des composés organiques spécifiques, ce qui augmente la complexité structurelle et l'activité des composés résultants", ajoute Pierre Stallforth, chef du projet. Il est professeur à l'université d'Iéna et chef de département au Leibniz-HKI. Ces produits naturels chlorés jouent un rôle important dans la recherche pharmaceutique et pourraient être utilisés à l'avenir pour le développement de nouveaux antibiotiques, de thérapies contre le cancer ou de produits phytopharmaceutiques.
De nouvelles perspectives pour la biotechnologie
Grâce à leur action sur les amibes et les champignons, les produits naturels nouvellement découverts pourraient présenter un intérêt tant pour l'agriculture que pour la recherche pharmaceutique. Toutefois, l'équipe s'est tout d'abord intéressée à la fonction écologique de ces molécules. Elles aident Pseudomonas syringae, une bactérie polyvalente, pathogène pour les plantes et productrice de composés bioactifs, à se défendre contre les prédateurs et la concurrence et à s'adapter aux niches de son habitat naturel. La formation de consortiums microbiens dans la nature et la fonction des produits naturels impliqués contribuent à la compréhension des interactions écologiques complexes dans notre environnement et constituent l'axe de recherche du pôle d'excellence d'Iéna "Balance of the Microverse". Des scientifiques de l'Institut Leibniz pour la recherche sur les produits naturels et la biologie des infections - Institut Hans Knöll (Leibniz-HKI) et de l'Université Friedrich Schiller d'Iéna ont participé à ces travaux.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Shuaibing Zhang, Ying Huang, Raed Nachawati, Philipp Huber, Grit Walther, Lucas Gregor, Ivan Vilotijević, Pierre Stallforth; "Pangenome Analysis of the Plant Pathogen Pseudomonas syringae Reveals Unique Natural Products for Niche Adaptation"; Angewandte Chemie International Edition, Volume 64, 2025-5-2
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