Résultats de l'étude

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Bifidobacterium longum subsp. infantis est une bactérie bénéfique très répandue qui colonise l'intestin des nouveau-nés humains et qui est particulièrement adaptée pour utiliser efficacement les oligosaccharides du lait humain (HMO) comme source de carbone et d'énergie. De nombreuses études se sont concentrées sur la caractérisation des éléments de la machinerie d'utilisation des HMO chez B. longum subsp. infantis ; cependant, 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 a impliqué NagR, un facteur de transcription de la famille ROK, comme régulateur global négatif de groupes de gènes codant pour les voies d'utilisation du lacto-N-biose/galacto-N-biose (LNB/GNB), 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 de NagR et par l'évaluation expérimentale de la liaison de NagR recombinant à des opérateurs d'ADN prédits. Cette dernière approche a également impliqué 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 plausibles de NagR. 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 vers un régulateur global contrôlant l'utilisation de mélanges de glycans hôtes contenant de la GlcNAc chez B. longum subsp. infantis et Bifidobacterium bifidum.

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Importance de l'étude

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La prédominance des bifidobactéries dans l'intestin des nourrissons allaités est attribuée à la capacité de ces bactéries à métaboliser les oligosaccharides du lait humain (HMO). Ainsi, des 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 malnutris souffrant d'un développement déficient (retardé) 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 des HMO dans les bifidobactéries cibles.

Cette étude décrit la régulation transcriptionnelle médiée par NagR de l'utilisation des LNT et LNnT chez Bifidobacterium longum subsp. infantis. Le réseau de régulation élucidé semble adapté de manière optimale à l'utilisation simultanée de plusieurs HMO, ce qui justifie l'ajout de mélanges d'HMO (plutôt que de composants individuels) dans les préparations pour nourrissons. L'étude donne également un aperçu des trajectoires évolutives des réseaux de régulation complexes qui contrôlent le métabolisme des glucides chez les bifidobactéries.

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