Comment une seule mutation nucléotidique peut impacter les activités antimicrobiennes de Dickeya solani ?

A natural single nucleotide mutation in the small regulatory RNA ArcZ of Dickeya solani switches off the antimicrobial activities against yeast and bacteria. Brual T, Effantin G, Baltenneck J, Attaiech L, Grosbois C, Royer M, Cigna J, Faure D, Hugouvieux-Cotte-Pattat N, Gueguen E. PLoS Genet. 2023 Apr 27;19(4):e1010725. doi: 10.1371/journal.pgen.1010725. Epub ahead of print. PMID: 37104544.

Une belle publi sur un mecanisme moléculaire de la variation du pouvoir pathogène chez une bactérie pectinolytique (et invasive). l'INSB a relayé ce travail accepté récemment.

Les bactéries pectinolytiques du genre Dickeya sont responsables de la pourriture de nombreux végétaux, en particulier de légumes comme la pomme de terre, la tomate ou le maïs. Cette maladie se caractérise par la dégradation du matériel végétal par des enzymes bactériennes, telles que les pectinases, qui permettent à la bactérie de se nourrir. Elle engendre des millions d’euros de perte (30 millions aux Pays-Bas) et son incidence est en hausse en Europe, notamment à cause du réchauffement climatique. À ce jour aucune stratégie efficace n’existe pour lutter contre ces phytopathogènes, ce qui conduit les laboratoires à étudier la régulation de la virulence de ces bactéries pour mieux les maîtriser. 

Dans cette étude, trois clusters codant pour la synthèse de métabolites secondaires présents dans toutes les souches de D. solani séquencées ont été étudiés pour déterminer leur fonction dans la virulence de cette bactérie. Le cluster zms conduit à la biosynthèse d'un antibiotique, la zeamine. Le cluster ooc est impliqué dans la synthèse de l'oocydine A, un macrolide halogéné avec des activités antioomycètes et antiascomycètes. Le dernier cluster sol permet la synthèse de la solanimycine, nouvel antifongique impliqué dans l'inhibition de la croissance de différentes espèces de levures.

Des mutants de ces clusters ont été créés chez la souche D. solani D s0432-1 pour étudier le rôle de chacun dans la compétition avec d'autres organismes. Les propriétés antifongiques de l’oocydine et de la solanimycine ainsi que l’activité antibiotique de la zeamine produites par cette souche ont été confirmées : la souche D. solani D s0432-1 est capable d’inhiber la croissance des champignons et des bactéries. 

En testant les phénotypes d’autres souches de D. solani, il est apparu que certains isolats n’étaient plus capables d’inhiber la croissance des bactéries et des levures. L’analyse comparative des génomes et des phénotypes de ces souches a révélé le rôle fondamental du petit ARN ArcZ. Cet ARN joue un rôle majeur dans la régulation des clusters sol et zms, qui peut être perturbée par une mutation dans la séquence nucléotidique de arcZ. Cette mutation semblerait empêcher la maturation de ce petit ARN.