par KeAi Communications Co.
Les deux dernières décennies ont vu le développement d’outils informatiques sophistiqués qui explorent l’ADN des bactéries. Ces outils sont à la recherche de métabolites intéressants (molécules liées au métabolisme) qui provoquent une forte réaction biologique. Leur impact peut être toxique ou il peut améliorer la vie ; par exemple, informer le développement de nouveaux antibiotiques, médicaments anticancéreux ou insecticides biosourcés à utiliser dans l’agriculture.
Les outils informatiques recherchent des signatures génétiques spécifiques dans le voisinage de l’ADN qui sont responsables de la production de divers composés d’intérêt clinique, agricole et industriel. Cependant, la façon dont ces régions génétiques sont liées aux parties globales des systèmes bactériens reste un mystère.
Une équipe de scientifiques de l’Université technique du Danemark (DTU) et de l’Université de Californie à San Diego ont développé une nouvelle approche informatique pour analyser les séquences d’ADN de milliers de bactéries. Les résultats de leur étude ont été publiés dans la revue Biotechnologie synthétique et systémique.
Tilmann Weber est directeur associé du groupe Natural Product Genome Mining au Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability at DTU (DTU Biosustain), et est l’un des auteurs de l’étude. Selon Weber, leur objectif était de découvrir quelles parties génomiques fonctionnent à l’unisson pour produire des composés d’un grand intérêt.
Il explique que « les entérobactéries sont une grande famille de bactéries qui comprend des agents pathogènes infectieux courants, tels que Salmonella et E-coli, ainsi que des bactéries inoffensives qui vivent en symbiose avec d’autres êtres vivants. Étonnamment, l’analyse informatique menée pour cette étude a identifié un grand nombre de grappes de gènes responsables de métabolites d’intérêt potentiel qui étaient auparavant inconnus. Nous devons encore comprendre les fonctions de ces composés dans la production de bactéries, ainsi que leur fonction lorsqu’ils interagissent avec des hôtes humains ou d’autres environnements.
La recherche a montré que plusieurs microbes intestinaux produisent une molécule appelée colibactine qui peut être associée au cancer du côlon. Dans cette étude, l’équipe a établi une variété d’éléments génétiques qui sont toujours présents dans les bactéries contenant de la colibactine. Omkar Mohite, chercheur postdoctoral à DTU Biosustain et premier auteur de l’étude, note que « de telles signatures associées pourraient aider à prédire une liste de parties biologiques qui s’associent pour soutenir la production de la génotoxine qui peut causer le cancer du côlon – des informations précieuses qui pourrait aider à améliorer les options de traitement à l’avenir. »
Il ajoute que « la volonté de comprendre comment les systèmes biologiques sont constitués de plusieurs parties interagissant ensemble est ce qui m’a amené à la science. Je crois que ce puzzle peut être résolu avec de nouvelles approches d’intégration et d’investigation d’un grand nombre d’ensembles de données, comme le l’approche que nous avons utilisée dans cette étude. »
Omkar S. Mohite et al, l’analyse du pangénome des entérobactéries révèle la richesse des grappes de gènes de métabolites secondaires et de leurs ensembles de gènes associés, Biotechnologie synthétique et systémique (2022). DOI : 10.1016/j.synbio.2022.04.011
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