Découverte d'un point chaud de mutation extrême chez les bactéries : une étude établit un lien entre les taux de mutation élevés et l'activation transcriptionnelle
Une recherche innovante identifie une multiplication par 5000 des taux de mutation dans le promoteur d'un gène bactérien
Une nouvelle étude publiée dans PLOS Genetics a identifié un point chaud de mutation extrême dans le génome de Pseudomonas fluorescens, fournissant un aperçu sans précédent de la relation entre la régulation des gènes et les taux de mutation. Ces résultats pourraient avoir de vastes répercussions sur la compréhension de l'évolution, de l'adaptation et de la résistance aux antibiotiques des bactéries.
Les recherches, menées par Andrew D. Farr, Christina Vasileiou, Peter A. Lind et Paul B. Rainey, révèlent que les mutations dans la région du promoteur du gène rpoS se produisent à un rythme étonnant, environ 5 000 fois plus élevé que prévu. La mutation a été observée dans plusieurs populations bactériennes indépendantes, se produisant de manière prévisible dans 137 des 153 cultures répliquées.
Cette mutation est directement liée à l'activité transcriptionnelle : plus un promoteur est actif, plus les mutations y apparaissent fréquemment. Dans les expériences où l'activation transcriptionnelle a été bloquée, le taux de mutation a chuté de près de 60 fois, ce qui démontre une relation de cause à effet claire entre l'expression des gènes et la mutagenèse.
"Nos résultats mettent en évidence un lien inattendu entre la régulation des gènes et le taux de mutation, suggérant que certaines régions génomiques peuvent être plus sujettes aux changements mutationnels", a déclaré Andrew Farr, auteur principal de l'étude. "Cela pourrait avoir des implications importantes pour la compréhension de l'adaptation bactérienne et de l'évolution de la résistance aux antibiotiques. Nous étudions actuellement les interactions moléculaires précises qui sont à l'origine de ces taux de mutation élevés et nous sommes en train d'élaborer des principes permettant de prédire où ces points chauds de mutation peuvent se produire".
Implications pour l'évolution et la résistance aux antibiotiques
Les mutations sont fondamentales pour l'évolution, car elles favorisent l'apparition de nouveaux traits, de nouvelles espèces et, dans certains cas, d'une résistance aux antibiotiques. Cette étude fournit des preuves solides que l'activation transcriptionnelle peut augmenter localement les taux de mutation, influençant potentiellement l'évolution du génome bactérien et le développement de la résistance aux antibiotiques.
En découvrant un mécanisme par lequel l'activité des gènes influence elle-même les taux de mutation, cette recherche remet en question les points de vue traditionnels sur la mutagenèse et ouvre de nouvelles voies pour l'étude de l'évolution du génome chez les bactéries et au-delà. La compréhension de la base moléculaire de ces points chauds pourrait aider à prédire où et comment les mutations peuvent se produire chez d'autres espèces microbiennes, offrant ainsi de nouvelles stratégies pour atténuer l'adaptation des bactéries aux pressions environnementales, y compris les antibiotiques.
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