La ville de Seattle dans l’État de Washington est bien connue pour son ciel souvent nuageux et son climat pluvieux, qui lui a valu le surnom de « Ville de la pluie ». Ces conditions météorologiques s’étendent jusqu’à l’Université de Washington, située dans cette ville. Le 2 mai, cette université a publié une recherche dans le journal Nature, révélant la découverte d’une nouvelle catégorie de substances toxiques antibactériennes ressemblant étrangement à des parapluies. Cela fait réfléchir à ce qu’ils auraient pu découvrir si le laboratoire avait été situé à Palm Beach, en Floride – peut-être une structure ressemblant à un palmier ?
En se concentrant sur l’étude des Streptomyces, des bactéries terrestres qui se développent en formant des réseaux de filaments sous-terrains similaires aux champignons, les chercheurs ont déterré cette nouvelle famille de « toxines parapluie ». Les Streptomyces sont déjà réputées pour leur capacité à produire une large gamme de composés antibiotiques, ce qui leur confère un avantage concurrentiel pour la colonisation des sols. Nous avons largement profité de cette particularité, en dérivant nombre de nos antibiotiques actuels de molécules identifiées initialement chez ces bactéries. De plus, les Streptomyces sécrètent plusieurs substances qui régissent les interactions entre les diverses espèces dans le sol, y compris la géosmine, substance responsable de l’odeur caractéristique de la terre fraîchement mouillée par la pluie.
Cependant, tandis que la fonction biologique de la géosmine est directement associée à l’importance cruciale de l’eau dans l’équilibre de l’écosystème, la comparaison avec la pluie est seulement structurelle dans le cas des toxines parapluies. Ces dernières sont nommées ainsi en raison de leur disposition spatiale, sans précédent par rapport aux autres composés antibactériens précédemment identifiés. Diverses protéines émises par les Streptomyces se regroupent pour créer une particule toxique : une première protéine, UmbC, structure un manche long de 30 nanomètres, dont le bout est une toxine et l’autre extrémité se plie en forme d’anneau. Ce deuxième assemblage est relié avec cinq protéines UmbB, avec chacune initiant une extension radiale complétée par une ou deux molécules de UmbA, qui se penchent doucement vers la base du manche, à la façon des armatures d’un parapluie étendu. Ces mécanismes d’action sont divers.
Lorsqu’elle est secrétée et formée, la toxine parapluie est capable de se fixer sur la surface d’autres micro-organismes. Ce processus est possible grâce à une partie spécifique de UmbA, appelée « lectine », qui a la capacité de se lier uniquement à certains types de sucres. Ces sucres sont trouvés dans la paroi d’autres micro-organismes terrestres. Les chercheurs croient que la canne pénètre à travers la paroi et la membrane de l’organisme cible, en commençant par le pommeau, permettant à la toxine d’appliquer ses effets antibactériens. Cette action offre un avantage sélectif au Streptomyces producteur (qui est lui-même immunisé) en entravant la croissance filamenteuse d’autres espèces de Streptomyces. L’avantage est très notable : lorsque S. griseus est cultivé en concurrence avec des souches de S. coelicolor produisant ou non certaines toxines, la proportion finale de S. coelicolor comparée à son concurrent est six cents fois plus grande une fois la toxine parapluie attachée. Il reste 18,11% du document qui n’est accessible qu’aux abonnés.
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