Débutés il y a 7 ans, les travaux aboutissant à cette publication dans PLOS Biology ont découvert un nouveau concept présent chez le trypanosome, un parasite aux nombreuses singularités biologiques.
L’équipe de Frédéric Bringaud (iMET, MFP), composée entre autres de Stéphane Allmann, Marion Wargnies (anciennement dans l’Unité), Nicolas Plazolles, Corinne Asencio, Emmanuel Tetaud et Loïc Rivière, en collaboration avec Arnaud Mourier (Bioenergetics and dynamics of mitochondria, IBGC), Brice Rotureau (Institut Pasteur) et Jean-Charles Portais (Toulouse) a découvert que les trypanosomes ont un mode de régulation de la consommation de leurs sources de carbone absolument unique. Ainsi, ils ont mis en évidence et caractérisé un nouveau concept encore jamais décrit de manière formelle sur un organisme vivant, qu'ils ont appelé "metabolic contest". La plupart des microorganismes priorisent l'utilisation des sources de carbone grâce à la "répression catabolique" qui nécessite des cascades de phosphorylations complexes, alors que les trypanosomes ont mis en œuvre un mécanisme beaucoup plus simple basé sur une compétition directe entre deux enzymes pour un substrat donné. Puisqu'aucune voie de régulation n’entre en jeu, ce mode de régulation est extrêmement réactif avec un moindre coût énergétique.
Ils ont constaté qu’en présence de glucose et de glycérol, les trypanosomes consomment d’abord tout le glycérol avant de consommer le glucose, et produisent le glucose 6-phosphate à partir du glycérol par néoglucogenèse. Les trypanosomes sont les seuls microorganismes connus effectuant la néoglucogenèse en présence de glucose.
Ce "metabolic contest" dépend de la combinaison de 3 conditions : la séquestration des deux voies métaboliques en compétition dans le même compartiment subcellulaire (ici les glycosomes qui sont des organites apparentés aux peroxysomes) ; la compétition de 2 enzymes (ici la glycérol kinase et l'hexokinase) pour le même substrat (ici l'ATP), i.e. la première étape enzymatique des voies métaboliques du glycérol (glycérol kinase) et du glucose (hexokinase) étant toutes deux ATP-dépendantes ; et une activité déséquilibrée entre les enzymes en compétition, l'activité de la glycérol kinase étant ici environ 70 fois supérieure à celle de l'hexokinase.
Si les 3 conditions sont remplies, il est fort probable que l’on retrouve ce "metabolic contest" dans d’autres systèmes cellulaires.
C’est la collaboration de deux unités du Département, MFP et IBGC, qui a permis d’apporter la preuve de ce nouveau concept observé in vivo, grâce à des tests in vitro réalisés à partir d’extraits de trypanosomes.
« Glycerol suppresses glucose consumption in trypanosomes through metabolic contest »
Mise en lumière de la publication « Glycerol suppresses glucose consumption in trypanosomes through metabolic contest » du laboratoire MFP.
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