Crédit : Dr Tim Blower, Université de Durham
Une nouvelle étude dirigée par une équipe de bioscientifiques de l’Université de Durham, au Royaume-Uni, en collaboration avec l’Université de Liverpool, l’Université de Northumbria et New England Biolabs, espère exploiter les systèmes de défense nouvellement caractérisés chez les bactéries pour comparer les changements du génome humain.
Des étudiants de premier cycle de l’Université de Durham ont également travaillé sur cette recherche pour démontrer le fonctionnement complexe de l’immunité innée bactérienne.
Les bactéries ont développé une multitude de systèmes de défense pour se protéger des virus appelés bactériophages. Beaucoup de ces systèmes ont déjà été développés en outils biotechnologiques utiles, comme pour l’édition de gènes, où de petits changements sont apportés à la cible. ADN.
Les chercheurs ont démontré que deux systèmes de défense fonctionnaient de manière complémentaire pour protéger les bactéries des bactériophages.
Un système protégeait les bactéries des bactériophages qui n’avaient aucune modification de leur ADN.
Crédit : Dr Tim Blower, Université de Durham
Certains bactériophages modifient leur ADN pour éviter ce premier système de défense. Un deuxième système, appelé BrxU, protégeait les bactéries de ces bactériophages avec de l’ADN modifié, fournissant ainsi une deuxième couche de défense.
Les chercheurs ont construit une image 3D extrêmement détaillée de BrxU pour mieux comprendre comment il protège des bactériophages avec de l’ADN modifié.
BrxU a le potentiel d’être un autre outil biotechnologique utile, car les mêmes modifications de l’ADN que BrxU reconnaît apparaissent dans tout le génome humain et se modifient dans le cancer et les maladies neurodégénératives.
L’auteur principal de l’étude, le Dr Tim Blower, professeur agrégé et boursier du Lister Institute Prize au département des biosciences de l’Université de Durham, a déclaré : .
« Cette couche d’information supplémentaire, l’« épigénome », change au fur et à mesure que nous grandissons, et change également en cas de cancer et de maladies neurodégénératives.
« Si nous pouvons développer BrxU en tant qu’outil biotechnologique pour cartographier cet épigénome, cela transformera notre compréhension des informations adaptatives contrôlant notre croissance et la progression de la maladie. »
Les résultats de l’étude de l’auteur principal, le Dr David Picton et de ses collègues sont publiés dans la revue Recherche sur les acides nucléiques.
Les 97 étudiants de premier cycle impliqués dans ce travail étaient dans les dernières années de leurs diplômes BSc ou MBiol au Département des biosciences de l’Université de Durham.
Dans le cadre d’un atelier de microbiologie conçu pour fournir un enseignement axé sur la recherche, ils ont été chargés d’isoler de nouveaux bactériophages à étudier. Heureusement, ces bactériophages ne nuisent pas aux humains, mais tout comme le système immunitaire humain réagit aux infections, les bactéries ont été obligées de développer leur propre système immunitaire qui les protège des bactériophages.
Des bactériophages ont été collectés dans la rivière Wear, les étangs du Collège et d’autres cours d’eau autour de Durham. Ils ont ensuite été utilisés pour tester l’immunité innée du bactériophage dans E. coli bactéries.
Référence : « L’îlot de défense contre les phages d’un plasmide multirésistant utilise à la fois BREX et restriction de type IV pour une protection complémentaire contre les virus » par David Picton, Yvette Luyten, Richard Morgan, Andrew Nelson, Darren Smith, David Dryden, Jay Hinton et Tim Blower, 17 octobre 2021, Recherche sur les acides nucléiques.
DOI : 10.1093/nar/gkab906
La recherche a été financée au Royaume-Uni par le partenariat de formation doctorale Newcastle-Liverpool-Durham du Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques, le Lister Institute of Preventive Medicine, l’Institut des sciences biophysiques de l’Université de Durham et le Wellcome Trust.
