​Bacillus cereus est une bactérie ubiquitaire dont l'habitat naturel est le sol. Pathogène humain, elle est le deuxième agent responsable d'infections alimentaires collectives en France. Anaérobie facultative, elle est capable de se développer en absence d'oxygène (anoxie), une situation notamment rencontrée après ingestion dans le tractus intestinal humain où elle peut produire de nombreux facteurs de virulence.  
L'objectif de cette étude est de déterminer comment la protéine modèle TSPO de B. cereus (BcTSPO), homologue de la TSPO des mammifères, contribue à la physiologie de la bactérie en conditions anoxiques. Le choix de l'anoxie permet d'interroger plus fondamentalement la fonction de TSPO, une petite protéine membranaire remarquablement conservée au cours de l'évolution, des bactéries aux mammifères, et notamment étudiée en lien avec certains processus pathologiques (maladies neurodégénératives, cancer). Cependant, malgré plusieurs décennies de recherche, ses fonctions physiologiques restent encore débattues.

Les auteurs ont adopté une approche multidisciplinaire associant des analyses protéomiques et biochimiques, ainsi que la caractérisation physiologique d'une souche de B. cereus dépourvue du gène tspO. Ils montrent que la délétion de tspO entraîne une accumulation accrue de porphyrines, un déséquilibre rédox et une altération de la croissance bactérienne. L'analyse du protéome cellulaire révèle un remodelage important du métabolisme central. Ainsi, l'absence de BcTSPO s'accompagne d'une augmentation de l'abondance des protéines impliquées dans le métabolisme des porphyrines, notamment dans la biosynthèse du sirohème, et des protéines participant à l'assimilation et à la réduction respiratoire des nitrates. Elle affecte également l'homéostasie du fer, d'autres ions métalliques et des phosphates. Enfin, l'induction des systèmes de détoxification du NO témoigne d'un stress nitrosant accru. Ces perturbations du métabolisme cellulaire s'accompagnent de modifications importantes du profil des protéines retrouvées dans le milieu extracellulaire.

Ces résultats soutiennent un modèle dans lequel BcTSPO contribue à coordonner le métabolisme des porphyrines et du fer chez B. cereus, participant ainsi au maintien de l'équilibre entre la biosynthèse des porphyrines, l'utilisation intracellulaire du fer et l'homéostasie rédox, tout en limitant l'accumulation d'intermédiaires potentiellement toxiques. Ils révèlent également que ce rôle de BcTSPO ne dépend pas exclusivement de processus liés à l'oxygène, confortant l'hypothèse selon laquelle la coordination du métabolisme des porphyrines et du fer pourrait constituer une fonction ancienne de TSPO, conservée au cours de l'évolution.

Contacts : Catherine Duport (catherine.duport@univ-avignon.fr ) ;
Jean Armengaud (jean.armengaud@cea.fr)