Les lavasamycines : de nouveaux produits naturels issus de bactéries de la collection du DSMZ
Une souche de Streptomyces récemment caractérisée produit des substances naturelles jusqu'alors inconnues
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Dans le cadre d'une étroite collaboration, des chercheurs de l'Institut Leibniz DSMZ (Collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires) et du Centre Helmholtz pour la recherche sur les infections (HZI) ont découvert deux produits naturels jusqu'alors inconnus. Les lavasamycines A et B sont produites par la bactérie Streptomyces barkulensis subsp. lavasanensis, qui a été isolée à partir d’un échantillon de sol prélevé à Lavasan, en Iran, et caractérisée comme une nouvelle sous-espèce au DSMZ. Ces résultats ont été publiés dans la prestigieuse revue *Journal of Natural Products*.
Streptomyces barkulensis sous-espèce lavasanensis
DSMZ
De nouvelles souches bactériennes comme source d’antibiotiques
Les bactéries du genre Streptomyces produisent une immense variété de composés naturels, dont des antibiotiques. Les souches bactériennes étroitement apparentées sur le plan phylogénétique produisent souvent des métabolites secondaires similaires. Par conséquent, l’étude de souches dont les relations phylogénétiques diffèrent de celles des producteurs connus peut constituer une stratégie utile dans la recherche de nouveaux produits naturels. La collection de ressources microbiennes de la DSMZ offre une base importante pour ces recherches : elle conserve des micro-organismes caractérisés dont le potentiel de production de produits naturels, y compris d’antibiotiques, n’a pas encore fait l’objet d’études approfondies.
Découverte de deux lavasamycines
Les chercheurs ont isolé deux produits naturels jusqu’alors inconnus à partir de la souche récemment caractérisée Streptomyces barkulensis subsp. lavasanensis, qu’ils ont baptisées lavasamycine A et B. Toutes deux appartiennent à la classe des dérivés d’anthraquinone et contiennent un fragment glucidique inhabituel. La lavasamycine B présente également un élément structurel rare appelé « unité buténolide ». Lors d’essais en laboratoire, la lavasamycine A a inhibé la croissance de la bactérie Gram-positive Bacillus subtilis, tandis qu’aucune activité de ce type n’a été observée pour la lavasamycine B dans les conditions testées. Les caractéristiques structurelles et les activités biologiques différentes de ces deux composés en font des ajouts intéressants à la diversité des produits naturels d’origine microbienne et constituent une base pour des recherches plus approfondies sur leur biosynthèse et leurs propriétés.
Caractérisation du cluster de gènes biosynthétiques
Outre l’analyse chimique, l’équipe a étudié les fondements génétiques de la production de lavasamycine. Les chercheurs ont confirmé expérimentalement l’existence du cluster de gènes biosynthétiques responsable de la production de ces composés, un cluster de polycétide synthases de type II, et ont démontré qu’un répresseur en inhibait la production. L’inactivation de ce régulateur a entraîné une augmentation substantielle de la production de lavasamycine. Ces résultats apportent un éclairage sur les mécanismes de régulation sous-jacents à la biosynthèse de la lavasamycine et montrent comment les niveaux de production peuvent être influencés par des modifications génétiques ciblées.
Une collaboration au service de la recherche sur les produits naturels
« La combinaison de la caractérisation taxonomique, de la chimie des produits naturels et d’études génétiques ciblées nous permet de découvrir de nouveaux produits naturels, notamment des antibiotiques, et de mieux comprendre leur biosynthèse. Notre étude met également en évidence le potentiel de souches de Streptomyces jusqu’alors peu explorées pour la recherche sur les produits naturels », explique le professeur Yvonne Mast, directrice scientifique par intérim de l’Institut Leibniz DSMZ et responsable du département « Ressources biologiques pour la bioéconomie et la recherche en santé ».
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