Des microbiologistes de l'Université de Groningue et leurs collègues de Lituanie ont découvert une nouvelle glycocine, un petit peptide antimicrobien avec un groupe sucre attaché, qui est produit par une bactérie thermophile et est stable à des températures relativement élevées. Ils ont également réussi à transférer les gènes nécessaires à la production de cette glycocine à une bactérie E. coli. Cela facilite la production et l'étude de ce composé, qui pourraient potentiellement être utilisés dans la production de biocarburants. Ces résultats ont été publiés dans Communication Nature le 7 mars.

L'augmentation de la résistance aux antibiotiques a stimulé la recherche de nouveaux antimicrobiens. Les bactériocines, des toxines peptidiques produites par les bactéries pour inhiber la croissance de souches bactériennes similaires ou apparentées, sont une alternative possible aux antibiotiques plus traditionnels. Les bactériocines seraient également utiles pour protéger les fermentations à haute température médiées par des bactéries thermophiles. Mais cela nécessiterait l'utilisation de bactériocines stables à des températures plus élevées.

Mystère

"C'est pourquoi nous nous sommes intéressés à découvrir que la bactérie thermophile Aeribacillus palladius, isolé du sol au-dessus d'un puits de pétrole en Lituanie, semblait produire un peptide antibactérien, " déclare Oscar Kuipers, professeur de biologie moléculaire à l'Université de Groningue. Jusqu'à présent, la purification et l'identification du composé n'avaient pas été couronnées de succès. Par conséquent, doctorat L'étudiant Arnoldas Kaunietis de l'Université de Vilnius a passé près de deux ans dans le laboratoire de Kuipers pour résoudre le mystère. Il est le premier auteur du nouveau papier.

En analysant les informations génomiques des bactéries lituaniennes à l'aide du logiciel BAGEL4 développé par Anne de Jong et Auke van Heel dans le groupe de Kuipers, les chercheurs ont découvert les gènes responsables de la production de la bactériocine, et le produit génique final a été nommé pallidocine. Le logiciel BAGEL4 recherche des groupes de gènes ayant la capacité potentielle de produire de nouveaux antimicrobiens.

Sucre

L'antimicrobien s'est avéré être une glycocine appartenant à une classe de peptides modifiés de manière post-traductionnelle. Cela signifie qu'après sa production, un ou plusieurs groupes fonctionnels sont ajoutés au peptide. Dans le cas des glycocines, ce groupe fonctionnel est un sucre. "Seulement cinq autres glycocines étaient connues à ce jour, " dit Kuipers.

Afin de faciliter la poursuite des recherches et de l'ingénierie de ce peptide, les gènes responsables de la production de pallidocine ont été transférés à des bactéries E. coli BL21 (DE3). "L'expression des gènes a bien fonctionné, ce qui est une véritable avancée, car il est difficile d'exprimer tout un groupe de gènes antimicrobiens à partir d'une souche bactérienne gram-positive directement dans une bactérie gram-négative et d'obtenir le produit sécrété.

Biocarburant

Après avoir isolé la pallidocine, les scientifiques ont pu confirmer qu'il est hautement thermostable et présente une activité extrêmement forte contre des bactéries thermophiles spécifiques. Par ailleurs, en utilisant la séquence des gènes de biosynthèse de la pallidocine dans BAGEL4, deux peptides similaires ont été découverts dans deux souches différentes de bactéries Bacillus. Ces peptides, nommés Hyp1 et Hyp2, ont également été exprimés avec succès dans la souche E. coli. "Cela montre que le système d'expression fonctionne bien pour diverses glycocines; il est capable de les produire in vivo, " dit Kuipers.

La pallidocine pourrait être utile dans les fermentations à haute température, qui sont utilisés pour produire des biocarburants ou des blocs de construction chimiques. La température plus élevée facilite la récupération des produits volatils tels que l'éthanol mais réduit également le risque de contamination par des bactéries courantes. Cependant, une contamination par des bactéries thermophiles est possible. « La pallidocine et Hyp1 semblent être actives contre les bactéries thermophiles et certaines espèces de Bacillus, " dit Kuipers. Et il pourrait y avoir plus d'applications :" La contamination par les thermophiles est également un problème dans l'industrie alimentaire. "