Résultats de l'étude
Bifidobacterium longum subsp. infantis est une bactérie bénéfique répandue qui colonise l'intestin néonatal humain et qui est particulièrement adaptée pour utiliser efficacement les oligosaccharides du lait maternel (HMO) comme source de carbone et d'énergie. De nombreuses études se sont concentrées sur la caractérisation des éléments du mécanisme d'utilisation de l'HMO chez B. longum subsp. infantis ; toutefois, les mécanismes de régulation régissant l'expression de ces voies cataboliques restent mal compris. Une approche bioinformatique de reconstruction des régulons utilisée dans cette étude impliquait le NaGR, un facteur de transcription de la famille ROK, en tant que régulateur global négatif des groupes de gènes codant pour le lacto-N-biose/galacto-N-biose (LNB/GNB), Voies d'utilisation du lacto-N-tétraose (LNT) et du lacto-N-néotétraose (LNNT) chez B. longum subsp. infantis.
Cette conjecture a été corroborée par le profilage du transcriptome lors de l'inactivation génétique du NaGR et par une évaluation expérimentale de la liaison du NaGR recombinant à des opérateurs d'ADN prédits. Cette dernière approche impliquait également la N-acétylglucosamine (GlcNAc), un intermédiaire universel du catabolisme de la LNT et de la LNNT, et ses dérivés phosphorylés en tant qu'effecteurs transcriptionnels NaGR plausibles. La reconstruction des régulons NaGR dans diverses lignées de Bifidobacterium a révélé de multiples événements potentiels d'expansion des régulons, suggérant une évolution d'un régulateur local du catabolisme de la GlcNAc chez les bifidobactéries ancestrales à un régulateur mondial contrôlant l'utilisation de mélanges de glycanes hôtes contenant du GlcNAc dans B. longum subsp. infantis et Bifidobacterium bifidum.
Importance de l'étude
La prédominance des bifidobactéries dans l'intestin des nourrissons allaités est attribuée à la capacité de ces bactéries à métaboliser les oligosaccharides du lait maternel (HMO). Ainsi, les HMO individuels tels que le lacto-N-tétraose (LNT) et le lacto-N-néotétraose (LNNT) sont considérés comme des prébiotiques prometteurs qui stimuleraient la croissance des bifidobactéries et conféreraient de multiples avantages pour la santé des enfants prématurés et mal nourris souffrant d'un développement altéré (retard de croissance) du microbiote intestinal. Cependant, la sélection rationnelle des prébiotiques à base d'HMO est entravée par la connaissance incomplète des mécanismes de régulation régissant l'utilisation de l'HMO chez les bifidobactéries cibles.
Cette étude décrit la régulation transcriptionnelle médiée par le NAGR de l'utilisation de la LNT et de la LNNT chez Bifidobacterium longum subsp. infantis. Le réseau de réglementation élucidé semble parfaitement adapté à l'utilisation simultanée de plusieurs HMO, ce qui justifie l'ajout de mélanges d'HMO (plutôt que de composants individuels) aux préparations pour nourrissons. L'étude fournit également des informations sur les trajectoires évolutives de réseaux de régulation complexes contrôlant le métabolisme des glucides chez les bifidobactéries.
