par Frédéric Morinet*
La constante exposition à des acides nucléiques exogènes via la transduction, la conjugaison et la transformation a conduit les bactéries à mettre au point un système de défense assurant le clivage de l’ADN exogène tout en respectant leur ADN chromosomique. Cette forme d’immunité vis-à-vis d’ADNs étrangers fait intervenir le système CRISP/CAS retrouvé chez 90 % des archaebactéries et 40 % des bactéries. Ainsi, lors d’une infection bactériophagique, les protéines CAS (CRISP associated genes) vont dégrader l’ADN viral et un des fragments viraux va être intégré dans le chromosome bactérien, en un locus précis : le locus CRISP/CAS. Le fragment viral est appelé « spacer » et est séparé d’autres spacers, acquis lors d’infections virales antérieures par des phages différents, par des régions répétées (d’où l’acronyme CRISP : clustered regularly interspaced short palindromic repeats).
Si la bactérie survit par chance à l’infection virale, et qu’elle a intégré dans son locus CRISP/CAS le spacer adéquat, lors d’une nouvelle infection par un bactériophage identique, le locus CRISP/CAS est transcrit en ARN. Ce dernier est fragmenté par les protéines CAS en petits ARN. Ces complexes nucléoprotéiques vont être guidés vers l’ADN phagique et assurer ainsi sa dégradation.
Très récemment, Seed et collaborateurs viennent d’apporter la preuve que certains bactériophages ont évolué pour contrecarrer ce système d’immunité bactérienne grâce à la présence, dans leur génome, de leur propre système CRISP/CAS (CRISP/CAS bactériophage, ou CRISP/CASb). En effet, ces auteurs ont montré que les bactériophages ICP1 de Vibrio cholerae, l’agent du choléra, contiennent un système CRISP/CASb d’origine inconnue dont la majorité des spacers montrent 100 % d’identité avec un îlot de pathogénicité de 18 Kb présent dans le chromosome bactérien. Un spacer de CRISP/CASb va cibler cet îlot, conduisant à sa dégradation et permettant ainsi la réplication virale.
Ceci constitue un exemple de coévolution phagebactérie et relance le débat sur l’utilisation de ces bactériophages rusés pour combattre les bactéries multi-résistantes.
Article original
Seed KD, Lazinski DW, Calderwood SB, Camilli A. A bacteriophage encodes its own CRISP/CAS adaptive response to evade host innate immunity. Nature 2013 ; 494 : 489-91.
Pour en savoir plus
Horvath P, Barrangou R. CRISP/CAS, the immune system of bacteria and Archae. Science 2010 ; 327 : 167-70.