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Biologie synthétique appliquée aux bactériocines

Les bactériocines, des peptides antimicrobiens sécrétés par les bactéries, constituent des armes biologiques fascinantes faisant partie du patrimoine génétique des bactéries. Dans leurs environnements naturels, les bactéries mettent en œuvre cet arsenal pour contrer les microbes compétiteurs au sein de leur niche écologique. Ces composés, découverts il y a près d’un siècle au même moment que les antibiotiques et les bactériophages , ont rapidement suscité l’intérêt pour leur potentiel applicatif considérable, notamment en tant qu’agents antimicrobiens novateurs qui permettraient de lutter de manière ciblée contre les agents infectieux affectant l’être humain. Toutefois, malgré leur potentiel, l’exploitation industrielle des bactériocines a été entravée par des défis inhérents à leur nature génétique complexe et à leur diversité structurelle. Cette problématique a longtemps représenté un obstacle majeur à leur développement et à leur application à grande échelle.

Dans le contexte actuel marqué par une augmentation alarmante de la résistance aux antibiotiques, la recherche de nouvelles solutions pour combattre les infections bactériennes devenues résistantes aux antibiotiques devient une priorité absolue de santé publique. Les bactériocines, avec leur mécanisme d’action spécifique et ciblé, offrent une voie prometteuse pour surmonter certains des défis posés par l’augmentation de la résistance aux antibiotiques. De plus, les bactériocines ont évolué pour cibler sélectivement certaines bactéries. Cette propriété pourrait être utilisée pour tuer des pathogènes sans perturber la flore bactérienne commensale bénéfique, ce qui ouvre des perspectives d’applications dans la santé humaine, animale et environnementale.

L’avènement de la génomique et, plus récemment, de la biologie synthétique a révolutionné notre approche de l’analyse fonctionnelle des bactériocines. Les séquençages d’ADN génomique ont permis de cartographier avec précision le génome de nombreuses espèces bactériennes, facilitant ainsi l’identification et la caractérisation des gènes codant pour de nouvelles bactériocines. Parallèlement, la biologie synthétique a offert des outils innovants pour la conception, la modification et la production de bactériocines, permettant de surmonter les limites associées à leur production à partir de leur hôte naturel. Ces avancées technologiques ont conduit à l’élaboration de PARAGEN, la plus grande collection standardisée de gènes de bactériocines synthétiques à ce jour. Cette collection développée par Syngulon est en constante expansion et sert maintenant de point de départ pour le choix de bactériocines pertinentes pour différentes applications. Ceci marque un tournant dans l’exploration du potentiel applicatif des bactériocines à l’ère de la biologie synthétique.

Cet article se propose d’explorer l’univers des bactériocines dans leurs écosystèmes en mettant en lumière le rôle crucial de pierre angulaire de la collection PARAGEN qui, sans nul doute, permettra de repousser les frontières de l’utilisation des bactériocines dans le biocontrôle bactérien dans divers secteurs. Il se termine par l’illustration, via des résultats de recherches récentes, du potentiel des bactériocines comme alternatives ou compléments aux antibiotiques traditionnels.