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Découverte de la voie catabolique complète des carraghénanes chez les bactéries marines

Les financements ANR du projet Blue enzymes (AAPG 2014) et du projet IDEALG (PIA Biotechnologies Bioressources) ont participé à la découverte chez les bactéries marines du système complet d’utilisation des carraghénanes, polysaccharides sulfatés majeurs des macroalgues rouges.

Ces résultats ont été publiés dans Nature Communications par un consortium international coordonné par l’équipe Glycobiologie Marine (UMR 8227 – CNRS / UPMC) . Par une combinaison d’approches biochimique, cristallographique, transcriptomique, génétique et bioinformatique, ce système biologique complexe a été caractérisé à une échelle d’intégration inédite à ce jour en biologie marine. C’est une avancée majeure dans la compréhension des mécanismes moléculaires gouvernant le cycle du carbone dans les écosystèmes côtiers. C’est aussi une percée pour la biotechnologie bleue et notamment la valorisation de la biomasse algale.

Les carraghénanes sont les composants majeurs de la paroi des macroalgues rouges. Ces polysaccharides sulfatés sont largement utilisés depuis plus de 70 ans dans diverses industries pour leurs propriétés gélifiantes et texturantes.

Les carraghénanes et leurs oligosaccharides dérivés ont également de nombreuses propriétés biologiques prometteuses (antiviral, anticoagulant, immunomodulateur, etc). Au plan écologique, ces polymères constituent une énorme source de nutriments dans les écosystèmes côtiers, notamment pour les bactéries marines hétérotrophes qui sont les acteurs clés du recyclage de la matière organique dans les océans. Mais les mécanismes de dégradation microbienne des polysaccharides d’algues restent largement méconnus.

Dans ce contexte un consortium international, coordonné par l’équipe Glycobiologie Marine (UMR 8227) et impliquant des équipes de l’INRA, du Génoscope-CEA, et deux équipes américaine et australienne, viennent de publier la découverte de la voie catabolique complète des carraghénanes chez la bactérie marine modèle Zobellia galactanivorans. Par une combinaison d’approches biochimique, cristallographique, transcriptomique, génétique et bioinformatique, ce système biologique complexe a été caractérisé à un niveau d’intégration inédit à ce jour en biologie marine. Les fonctions de pas moins de 17 nouvelles protéines ont été ainsi résolues au cours de ce travail homérique. Cet article a permis aussi d’amender la notion de « Locus d’Utilisation de Polysaccharides" (PUL en anglais). Ce dernier résultat a une portée générale, l’étude des PULs étant devenue un sujet brulant ces dernières années aussi bien dans le domaine biomédical qu’en phytopathologie.

Référence

Ficko-Blean E, Préchoux A, Thomas F, Rochat T, Larocque R, Zhu Y, Stam M, Génicot S, Jam M, Calteau A, Viart B, Ropartz D, Perez-Pascual D, Correc G, Matard M, Stubbs KA, Rogniaux H, Jeudy A, Barbeyron T, Médigue C, Czjzek M, Vallenet D, McBride MJ, Duchaud E, & Michel G (2017) Carrageenan catabolism is encoded by a complex regulon in marine heterotrophic bacteria. Nature Communications, 8, 1685. doi:10.1038/s41467-017-01832-6

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Gurvan MICHEL

Tel : 02 98 29 23 30

courriel : gurvan.michel@sb-roscoff.fr

Pour plus d'informations

Article dans Nature Communications : www.nature.com/articles/s41467-017-01832-6
Commentaire dans Nature Microbiology : (« behind the paper ») :
naturemicrobiologycommunity.nature.com/users/68108-elizabeth-ficko-blean/posts/22214-perseverance-pays-off

08.12.17