Bases moléculaires d’une voie métabolique de l’agarose acquise par un symbiote de l'intestin humain
Citation
Pluvinage, B., Grondin, J.M., Amundsen, C., Klassen, L., Moote, P.E., Xiao, Y., Thomas, D., Pudlo, N.A., Anele, A., Martens, E.C., Inglis, G.D., Uwiera, R.E.R., Boraston, A.B., Abbott, D.W. (2018). Molecular basis of an agarose metabolic pathway acquired by a human intestinal symbiont. Nature Communications, [online] 9(1), http://dx.doi.org/10.1038/s41467-018-03366-x
Résumé en langage clair
Les algues sont consommées par l’homme depuis l’antiquité. On sait depuis peu que des bactéries spécialisées qui colonisent l’intestin des humains peuvent digérer les polysaccharides de la paroi cellulaire des algues. Cette constatation est intéressante, car les glucides et les liaisons chimiques entre eux dans les parois cellulaires des algues sont très différents de ceux des plantes terrestres. Dans la présente étude, nous avons décrit les bases moléculaires de la digestion de l’agarose, un polysaccharide important des algues rouges. Cette voie fait intervenir quatre enzymes principales qui agissent ensemble pour libérer les glucides individuels de l’agarose. Comme il est de plus en plus évident que les bactéries possèdent des enzymes capables de catalyser la digestion des polysaccharides d'algues marines, on peut présumer que le microbiome intestinal des animaux est très dynamique et peut s’adapter à la métabolisation de polysaccharides rares faisant partie de l'alimentation. Ces principes sont importants en agriculture animale, car ils laissent supposer que des aliments de remplacement, comme les algues, pourraient représenter des sources d’énergie pour le bétail.
Résumé
© 2018 Les auteurs. Chez les algues rouges, les polysaccharides de la paroi cellulaire les plus communs sont les agars de galactanes mixtes, dont l’agarose est un composant courant. Bien que la bioconversion de l’agarose soit principalement catalysée par des bactéries qui vivent dans les océans, des agarases ont été découvertes chez des microorganismes qui habitent divers écosystèmes terrestres, dont l'intestin humain. Nous définissons ici de manière exhaustive la relation structure-fonction de la voie d’agarolyse de la bactérie intestinale humaine Bacteroides uniformis (Bu) NP1. En utilisant des agarases recombinantes de Bu NP1 pour dépolymériser complètement l’agarose, nous démontrons qu’une souche Bu non agarolytique peut croître sur de la GAL libérée de l’agarose. Cette relation souligne que l’utilisation de nutriments rares par les bactéries intestinales est facilitée par l’acquisition d’enzymes hautement spécifiques qui libèrent des ressources glucidiques inaccessibles contenues dans des polysaccharides inhabituels. Curieusement, la voie de l’agarolyse est distribuée de manière différentielle dans des microbiomes humains géographiquement distincts, ce qui est le reflet d'un contexte historique complexe quant à la consommation d’agarose par les êtres humains.