Fiche de révision : Quorum sensing bactérien et environnemental

📋 Plan du Cours

1. Principes et fonctions du quorum sensing
2. Systèmes de signalisation bactériens
3. Signaux chez les bactéries et les eucaryotes
4. Écoute et effets dans l’environnement
5. Interférence et quorum quenching

📖 1. Principes et fonctions du quorum sensing

★ À maîtriser

• Quand les bactéries se multiplient, l’autoinducteur s’accumule et déclenche l’expression des gènes régulés par le quorum sensing.

• Le quorum sensing régule notamment :

  • la synthèse de molécules antibiotiques
  • la transcription des gènes de virulence
  • la formation de biofilms

Compléments

• Le quorum sensing permet aux bactéries d’attendre d’être assez nombreuses avant d’entreprendre une action métaboliquement coûteuse.

💡 Astuce mémo

Accumulation du signal → expression des gènes régulés

📖 2. Systèmes de signalisation bactériens

★ À maîtriser

• Chez les bactéries Gram négatives, les acyl-homosérine lactones (AHL) sont des autoinducteurs du quorum sensing.

📌 Dans le système AHL, le gène I code la synthèse de l’autoinducteur, tandis que le gène R permet d’y répondre.

Compléments

• Les exemples de systèmes AHL présentés sont :

  • Lux
  • Tra
  • Cvi
  • Pigment
  • Las

• Les effets associés aux systèmes présentés comprennent :

  • la production de lumière
  • la virulence
  • le transfert du plasmide Ti

💡 Astuce mémo

LuxI produit le signal, LuxR y répond

📖 3. Signaux chez les bactéries et les eucaryotes

★ À maîtriser

• Chez les bactéries Gram positives, des γ-butyrolactones sont associées au quorum sensing.

• Chez Streptomyces griseus, l’A-factor participe à la cascade régulatrice menant à la biosynthèse de la streptomycine. - Ohnishi et al., The A-factor regulatory cascade leading to streptomycin biosynthesis in Streptomyces griseus : identification of a target gene of the A-factor receptor, 1999

• Chez Candida albicans, le farnésol est présenté comme une molécule de quorum sensing qui inhibe la formation de biofilms. - Ramage et al., Inhibition of Candida albicans Biofilm Formation by Farnesol, a Quorum-Sensing Molecule, 2002

Compléments

• Le quorum sensing des bactéries Gram positives est également illustré par un système d’autoinducteurs peptidiques chez Staphylococcus aureus.

• L’autoinducteur-2 (AI-2) est présenté comme un signal potentiellement universel, avec des exemples impliquant E. coli et V. harveyi. - Xavier et Bassler, Interference with AI-2-mediated bacterial cell–cell communication, 2005

📖 4. Écoute et effets dans l’environnement

★ À maîtriser

• Certaines bactéries possèdent des récepteurs de type LuxR sans enzyme LuxI associée et peuvent ainsi écouter les signaux de quorum sensing de leur environnement.

• Chez les plantes, les signaux de quorum sensing peuvent : promouvoir la croissance, induire une résistance contre les pathogènes des plantes, modifier le protéome

Compléments

• Des exemples de bactéries à l’écoute sont Xanthomonas oryzae pv. oryzae avec OryR et Pseudomonas fluorescens avec PsoR.

• Chez les mammifères, les effets évoqués des signaux de quorum sensing comprennent des changements transcriptionnels et une modulation du système immunitaire.

• Chez les mammifères, le mécanisme d’action des signaux de quorum sensing est présenté comme hypothétique et aucun récepteur n’a encore été identifié.

• Les AHL ont une structure de type lipidique et peuvent donc traverser facilement la membrane.

📖 5. Interférence et quorum quenching

📝 Points essentiels

• Les mécanismes d’interférence comprennent : l’inhibition de la synthèse de l’autoinducteur, la dégradation de l’autoinducteur, la compétition pour la liaison au récepteur, la désactivation du récepteur