Les peptidases sont des enzymes capables de découper les protéines en clivant les liaisons peptidiques qui unissent les acides aminés. Autrement dit, elles transforment une protéine intacte en peptides plus courts, qui peuvent être actifs ou inactifs. L'originalité de l'enzyme IrrE réside dans sa capacité à reconnaître et cliver spécifiquement la protéine régulatrice bactérienne DdrO. Cette interaction déclenche une réponse cellulaire au stress en induisant l'expression de gènes de réparation de l'ADN. Son fonctionnement permet de considérer aujourd'hui IrrE comme le prototype d'une nouvelle famille de régulateurs bactériens impliqués dans diverses réponses au stress.
L'histoire de l'identification de l'enzyme IrrE
Découverte en 2002 par une équipe américaine, IrrE a ensuite été étudiée au sein du BIAM. Ces travaux ont permis de montrer que IrrE joue un rôle central dans la capacité de certaines bactéries, les Déinocoques, à survivre à des conditions hostiles, comme les radiations ou la dessiccation (assèchement extrême). La détermination de sa structure cristallographique en 2009, la découverte de son substrat en 2014, le répresseur DdrO, et l'élucidation progressive de son mécanisme moléculaire entre 2017 et 2025 ont permis de positionner le couple IrrE/DdrO comme référence pour une nouvelle famille de régulateurs bactériens.
La métallopeptidase IrrE des bactéries radiotolérantes Deinococcus (PDB 3DTI) : après irradiation ou dessiccation, IrrE clive le répresseur DdrO, activant les gènes de réparation de l'ADN, assurant ainsi la survie bactérienne.
Une recherche fondamentale à fort potentiel applicatif
Récemment, des chercheurs du BIAM ont également identifié des homologues d'IrrE dans de nombreuses bactéries environnementales, pathogènes ou utilisées dans l'industrie. Leur étude pourrait éclairer des mécanismes de tolérance aux antibiotiques, moduler la survie de micro-organismes pathogènes ou optimiser des souches bactériennes utilisées en bioproduction sous stress.
IrrE montre que l'étude d'un organisme modèle peut produire un impact scientifique majeur, tout en ouvrant de nouvelles perspectives pour la microbiologie appliquée, la radiobiologie et la biotechnologie industrielle. L'inclusion de l'enzyme IrrE au sein d'un ouvrage de référence international offre des orientations nouvelles pour la recherche sur la réponse au stress chez les bactéries.