Communiqué de presse Ecofect - 25 mars 2020

La transformation naturelle est un mécanisme très répandu qui permet aux bactéries d’acquérir de l’ADN extracellulaire. Cette transformation naturelle est l’un des principaux mécanismes de transfert horizontal de gènes (THG) – c’est à dire l’acquisition de matériel génétique provenant d'un autre organisme sans en être le descendant. Ces THGs jouent un rôle majeur dans l’évolution des populations bactériennes et représentent un élément déterminant de la diffusion de la résistance aux antibiotiques.
La fonction évolutive de la transformation naturelle reste peu claire à ce jour, et deux rôles majeurs ont été proposés : (i) l’acquisition de nouveaux gènes et le brassage génétique au sein des populations bactériennes ; et ii) l’élimination des éléments génétiques mobiles (EGMs) qui parasitent fréquemment le génome des bactéries. Le premier mécanisme favoriserait la diversification génétique, tandis que le deuxième favoriserait l’élimination d’ADN étranger et ainsi la stabilité des génomes bactériens – ces deux fonctions étant a priori antagonistes. Grâce à un modèle computationnel, ce travail collaboratif entre les équipes du Laboratoire de Biométrie et de Biologie Évolutive (LBBE, UMR CNRS 5558, Université de Lyon 1) et le Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI, Inserm U1111, CNRS, ENS Lyon, Université de Lyon 1) et financé par le LabEx Ecofect sous le projet ANTISELFISH, démontre que les taux de transformation intermédiaires, généralement observés chez les bactéries, permettent une acquisition puis une élimination des EGMs porteurs de gènes de résistance. Ces derniers sont temporairement avantageux mais sont également coûteux pour la bactérie en termes de croissance. L’acquisition transitoire d’EGMs par transformation naturelle augmente donc le fitness des bactéries lorsque leur environnement est exposé aléatoirement à des antibiotiques. Ainsi, contre intuitivement la transformation assurerait une forte dynamique du génome bactérien sur le court-terme mais garantirait leur stabilité sur le long-terme.