Des ARN à la surface des vésicules bactériennes

Des chercheurs du Laboratoire Léon Brillouin (LLB), en collaboration avec le Synchrotron SOLEIL, Sanofi et le Laboratoire d’Écologie Microbienne de la Rhizosphère (LEMiRE, BIAM, CEA-CNRS-Aix-Marseille Université, ont montré que des d’ARN peuvent s’insérer dans la membrane de vésicules secrétées par les bactéries. Cette localisation inattendue, qui a pu être mise en évidence grâce à une approche spectroscopique inédite, apporte un nouvel éclairage sur les mécanismes potentiels de communication entre bactéries et cellules hôtes.

Pour répondre à cette question, les chercheurs ont mis en œuvre une application innovante du dichroïsme circulaire utilisant le rayonnement synchrotron (SRCD), le dichroïsme circulaire orienté sur synchrotron (SR-O-CD). Cette technique de spectroscopie, capable d’analyser l’orientation de molécules associées à une membrane, a été appliquée ici pour la première fois à l’étude de membrane complexes, celles des vésicules bactériennes de type OMV. Les expériences montrent que l’insertion de l’ARN dépend de la région C-terminale (CTR) de la protéine Hfq, dont les travaux antérieurs des auteurs avaient déjà montré la capacité à interagir avec la membrane cytoplasmique. En présence de cette région de Hfq, le modèle d’ARN utilisé dans cette étude (appelé rpsO-polyA) s’insère dans la membrane des OMVs, tandis qu’aucune insertion n’est détectée en son absence.

Ces résultats conduisent à proposer un nouveau modèle ; ils suggèrent que les ARN associés aux OMVs pourraient présenter une double localisation : dans le lumen et, pour certains, ancrés dans la membrane. Les auteurs montrent également que tous les ARN ne présentent pas le même comportement : l’insertion membranaire dépend de la nature de l’ARN étudié ainsi que de son interaction avec Hfq, ce qui suggère un mécanisme de sélection plutôt qu’un simple phénomène passif. Cette double localisation pourrait influencer la manière dont ces ARN sont présentés aux cellules de l’hôte ou à d’autres bactéries, une hypothèse qui reste toutefois à explorer.

Au-delà de ces résultats, cette étude apporte un nouvel éclairage sur l’organisation moléculaire des vésicules bactériennes et propose une méthode innovante pour analyser l’insertion d’ARN dans des membranes biologiques complexes. Sans préjuger de leur rôle fonctionnel in vivo, ces travaux ouvrent de nouvelles pistes pour étudier le rôle que pourraient jouer les ARN transportés par les OMVs dans les interactions entre bactéries et cellules hôtes, au niveau communication cellulaire ou réponse immuniatire. Ils mettent également à disposition un nouvel outil expérimental pour explorer ces mécanismes, encore largement méconnus.