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Accueil > Départements > Microbiologie > Marie-Joëlle VIROLLE : Métabolisme Energétique des Streptomyces

Marie-Joëlle VIROLLE : Présentation de l’équipe

Le groupe MES est impliqué dans l’élucidation des liens existant entre le métabolisme primaire, le métabolisme des lipides de réserve (TriAcylGlycérol, TAG) et la production d’antibiotiques (métabolisme secondaire) chez Streptomyce afin d’élaborer une compréhension systémique du métabolisme de cette bactérie en condition d’accumulation de TAG et/ou de production d’antibiotiques.

Projet

Les Streptomyces sont des bactéries filamenteuses du sol ayant un grand intérêt industriel puisqu’elles produisent plus de 60% des antibiotiques commercialisés ainsi que d’autres molécules utiles à la santé humaine ou à l’agriculture. L’analyse in silico du génome des espèces séquencées (>30) a révélé que chaque espèce contient 20 à 40 voies de biosynthèse de métabolites secondaires alors que chaque espèce est connue pour produire seulement 2 à 4 molécules bio-actives. Ceci signifie que moins de 15% de la grande capacité biosynthétique de ces bactéries est connue et donc exploitée. Ces bactéries restent donc un réservoir prometteur de molécules bio-actives qui sont trop faiblement produites pour être détectées et caractérisées. La conception et la mise en œuvre de nouvelles stratégies est nécessaire pour accéder à la grande diversité métabolique des centaines d’espèces de Streptomyces présentes sur terre. Le groupe MES est impliqué dans ce processus qui est susceptible de conduire à la découverte de nouvelles molécules bio-actives. Cet aspect du travail du groupe MES est financé par une dotation de l’AIRD (2015 - 2017).

Par ailleurs, certaines espèces de Streptomyces sont dites oléagineuses c’est à dire capables de stocker plus de 20% (et jusqu’à 50%) de leur poids sec en huile constituée de TriAcylGlycérol (TAG). Les TAGs sont des précurseurs directs du bio-diesel (ester méthylique d’acides gras) via une seule étape de trans-estérification en présence de méthanol. Le groupe MES est impliqué dans l’étude du métabolisme des lipides de réserve et de sa régulation. Le métabolisme des TAGs et le métabolisme primaire (glycolyse, PPP etc…) sont étroitement interconnectés puisque ce dernier génère les précurseurs (acétylCoA, malonylCoA etc ...), l’énergie et le pouvoir réducteur nécessaire à la biosynthèse des TAGs. L’accumulation des TAGs est connue pour être déclenchée par une limitation de l’azote, mais les acteurs de cette régulation ne sont pas connus. Cet aspect du travail du groupe MES est financé le programme « Investissement d’Avenir, Biotechnologie / Bioressources" PROBIO3 (2012-2019), auquel Airbus Industrie et des entreprises du secteur agro-industriel participent. Cet ambitieux projet explore la possibilité d’utiliser les Streptomyces pour le développement de la production d’huiles / de « bio-jet fuel » à une échelle industrielle.

Enfin, le groupe MES a récemment démontré que la dégradation des TAGs, qui est généralement déclenchée par un stress énergétique, génère de l’acétylCoA et du glycérol en abondance ce qui conduit à l’induction de l’expression des voies de biosynthèse silencieuses (Le Maréchal et al., 2013).L’acétylCoA peut être directement utilisé pour la biosynthèse d’antibiotiques de type polycetide. Quant aux acides aminés entrant dans la biosynthèse des antibiotiques de type peptidique, qui sont produits concomitamment aux antibiotiques de type polycetide, ils sont issus du catabolisme du glycérol via la partie basse de la glycolyse et/ou d’unités acétylCoA via le cycle de Krebs. Le métabolisme des TAG et des antibiotiques sont donc intimement liés. Dans le groupe MES, l’étude des relations entre le métabolisme des lipides de réserve et la production d’antibiotiques, est financée par une bourse de thèse CONACYT(2013-2016).

Images des corps lipidiques cytoplasmique de S. lividans TK24
(Cryo-fracture / Microscopie Électronique)

Mots-clés

Streptomyces / antibiotique / triacylglycérol / Acides gras /
métabolisme énergétique / métabolisme primaire / métabolisme secondaire / Biologie des systèmes

Contact


VIROLLE Marie-Joëlle [Directeur de Recherche - CNRS]
Equipe Virolle MJ. - Métabolisme Energétique des Streptomyces [Responsable]
01 69 15 46 42 Orsay - Bât 400

publié le , mis à jour le