La protéine Rho contrôle l'entrée en phase stationnaire chez Bacillus subtilis
La transcription pervasive, essentiellement non-codante et anti-sens, issue de promoteurs cryptiques ou de la translecture transcriptionnelle, est conservé dans tous les organismes. Chez la bactérie à Gram positif Bacillus subtilis, cette transcription est largement contrôlée par le facteur de terminaison de la transcription Rho.
L’expression de Rho diminue naturellement quand les cellules rentrent en phase stationnaire. Des chercheurs de l’Institut Micalis (UPSaclay/INRAE/AgroParisTech, Jouy-en-Josas) et de l'unité Mathématiques et Informatique Appliquées de Génome à l'Environnement – MaIAGE (INRAE/UPSaclay, Jouy-en-Josas) ont donc suggéré que les modifications de la transcription globale et de la physiologie cellulaire nécessaires pour l’adaptation aux carences nutritionnelles sont dues à une diminution de l’activité de Rho. Pour tester cette hypothèse, ils ont construit une souche B. subtilis Rho+ exprimant Rho à un niveau stable pendant la croissance et en phase stationnaire. La stabilisation artificielle du niveau cellulaire de Rho provoque une inhibition globale de la transcription pervasive et modifie l'expression de nombreux gènes (http://genoscapist.migale.inrae.fr/seb_rho). Les changements les plus importants se produisent dans le réseau de régulation des gènes qui contrôle la transition cellulaire vers la phase stationnaire et intègre les facteurs de transcription Spo0A, AbrB, CodY et la réponse stringente. Cela provoque des effets pléiotropes sur la physiologie cellulaire à tel point que les cellules Rho+ ne peuvent développer la compétence génétique, ne sporulent plus et dévient sensibles aux divers stress. La synthèse de l'alarmone (p)ppGpp (qui est bien connu comme activateur de la réponse stringente) a été identifiée comme cible de l'activité régulatrice de Rho.
Les auteurs de cette étude, publiée dans PLoS Genetics, proposent que le facteur de terminaison Rho est un régulateur global d’expression génique bactérien contrôlant l'adaptation de B. subtilis à la phase stationnaire.
Légende Figure : Modèle schématique de l’activité du facteur de terminaison Rho dans les réseaux de régulation de l'adaptation de B. subtilis à la phase stationnaire et différentiation cellulaire. Seuls les éléments clés sont présentés pour simplicité. Ainsi l’activité de CodY et AbrB est limité au control d’expression de comK codant pour le régulateur de compétence ComK. (A) Dans les cellules sauvages, les niveaux de Rho diminuent à l'entrée de la phase stationnaire. Ceci intensifie la transcription de gènes kinB et kbaA et par conséquence augmente l'activité de Spo0A~P. (B) Stabilisation de niveau intracellulaire de Rho dans les cellules stationnaires Rho+ diminue l'accumulation de (p)ppGpp et bloque le développement de la compétence génétique et du processus de sporulation aux différentes étapes. Les flèches et lignes barrées indiquent, respectivement, l’activation et la répression des gènes ; les lignes pointues indiquent une diminution de régulation.