Une bactérie du sol iranien livre deux nouveaux composés chimiques
Des chercheurs du DSMZ et du HZI ont identifié les lavasamycines A et B chez une souche de Streptomyces récemment caractérisée et ont cartographié les gènes qui les produisent.
Par Giovanni Sapere
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Des biochimistes allemands ont isolé deux molécules naturelles jusqu'alors inconnues, les lavasamycines A et B, à partir d'une souche bactérienne prélevée en Iran. L'étude montre que la lavasamycine A bloque la croissance de Bacillus subtilis, ce qui désigne des structures chimiques susceptibles de favoriser l'invention de nouveaux agents antimicrobiens.
Deux molécules distinctes issues du sol de Lavasan
Des biologistes du Leibniz Institute DSMZ et du Helmholtz Center for Infection Research ont isolé les composés à partir d'une bactérie trouvée dans un sol de Lavasan, en Iran. Le micro-organisme, nommé Streptomyces barkulensis subsp. lavasanensis, a été caractérisé comme une nouvelle sous-espèce au sein de la collection du DSMZ, comme le rapporte Phys.org.
L'analyse chimique a révélé que les deux substances appartiennent à la famille des dérivés d'anthraquinone et portent un groupe sucré inhabituel. La lavasamycine B contient un motif structurel supplémentaire appelé unité buténolide. Lors de tests de culture en laboratoire, la lavasamycine A a bloqué la croissance de la bactérie gram-positive Bacillus subtilis. Dans les mêmes conditions expérimentales, la lavasamycine B n'a montré aucune activité antibactérienne contre l'organisme testé.
« La combinaison de la caractérisation taxonomique, de la chimie des produits naturels et d'investigations génétiques ciblées nous permet de découvrir de nouveaux produits naturels, dont des antibiotiques, et de mieux comprendre leur biosynthèse. »
— Dr Yvonne Mast, directrice scientifique par intérim du Leibniz Institute DSMZ
Un interrupteur génétique stimule la production bactérienne
Au-delà de l'isolement des molécules, l'équipe de recherche a analysé l'ADN de la bactérie pour déterminer comment elle les fabrique. Comme détaillé dans le Journal of Natural Products, les scientifiques ont identifié un cluster de polykétide synthase de type II comme moteur biosynthétique des deux substances.
L'équipe a également localisé un gène répresseur qui freine naturellement la synthèse des molécules. En désactivant ce gène régulateur, les chercheurs ont obtenu une hausse substantielle des rendements en lavasamycines. La compréhension de cet interrupteur génétique fournit des outils pour l'ingénierie métabolique, une approche qui aide les chercheurs à extraire des composés utiles de bactéries méconnues sans dépendre uniquement des rendements sauvages.
Exploiter les collections microbiennes pour la chimie
Les bactéries du genre Streptomyces restent une source majeure de chimie thérapeutique, mais des souches étroitement apparentées produisent souvent des substances identiques. Pour contourner cette redondance, les chercheurs se concentrent sur des souches qui présentent une divergence phylogénétique nette par rapport aux producteurs bien étudiés.
L'étude s'appuie sur des souches cataloguées conservées à la banque de bioressources du DSMZ, qui n'avaient jamais fait l'objet d'un profilage chimique systématique. L'équipe de recherche note que la combinaison de la classification taxonomique et de la génétique moléculaire éclaire la synthèse biologique des métabolites secondaires. Si la publication initiale présente des données de laboratoire et non une demande de brevet appliquée, l'identification de ces structures inhabituelles d'anthraquinone soutient des efforts plus larges de transfert de technologie visant à lutter contre la résistance bactérienne.
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