Streptomyces

Streptomyces est le plus grand genre d' Actinobacteria et le genre type de la famille des Streptomycetaceae .  Plus de 500 espèces de bactéries Streptomyces ont été décrites. [3] Comme avec les autres Actinobactéries, les streptomycètes sont Gram-positifs et ont des génomes à haute teneur en GC .  Trouvé principalement dans le sol et la végétation en décomposition, la plupart des streptomycètes produisent des spores et sont connus pour leur odeur «terreuse» distincte qui résulte de la production d'un métabolite volatil, la géosmine.

Feuilles mycéliennes de Streptomyces

Les streptomycètes sont caractérisés par un métabolisme secondaire complexe.  Ils produisent plus des deux tiers des antibiotiques cliniquement utiles d'origine naturelle (par exemple, néomycine , cypémycine , grisémycine , bottromycines et chloramphénicol ). L'antibiotique streptomycine tire son nom directement de Streptomyces. Les streptomycètes sont des agents pathogènes peu fréquents , bien que les infections chez l'homme, comme le mycétome , puissent être causées par S. somaliensis et S. sudanensis, et dans les plantes peuvent être causées par S. caviscabies , S. acidiscabies , S. turgidiscabies.

Streptomyces est le genre type de la famille des Streptomycetaceae  et couvre actuellement près de 576 espèces, leur nombre augmentant chaque année.  Les souches acidophiles et tolérantes aux acides qui ont été initialement classées sous ce genre ont ensuite été déplacées vers Kitasatospora (1997)  et Streptacidiphilus (2003).  La nomenclature des espèces est généralement basée sur leur couleur d' hyphes et de spores .

Saccharopolyspora erythraea était autrefois placé dans ce genre (sous le nom de Streptomyces erythraeus).

Le genre Streptomyces comprend aérobies , Gram-positives , des bactéries filamenteuses qui produisent des hyphes végétatifs bien développé (entre 0,5 à 2,0 um de diamètre) avec des branches. Ils forment un mycélium de substrat complexe qui aide à piéger les composés organiques de leurs substrats.  Bien que les mycéliums et les hyphes aériens qui en découlent soient amotiles, la mobilité est obtenue par dispersion de spores.  ^Les surfaces des spores peuvent être velues, rugueuses, lisses, épineuses ou verruqueuses. Chez certaines espèces, les hyphes aériens sont constitués de longs filaments droits, qui portent 50 spores ou plus à des intervalles plus ou moins réguliers, disposés en verticilles. Chaque branche d'un verticille produit, à son sommet, une ombelle, qui porte de deux à plusieurs chaînes de spores sphériques à ellipsoïdales, lisses ou rugueuses.  Certaines souches forment de courtes chaînes de spores sur les hyphes du substrat. Des structures semblables à des sclérotes, des pycnides, des sporanges et des synnémas sont produites par certaines souches.

Le génome complet de « S. coelicolor souche A3 (2)» a été publié en 2002.  À l'époque, on pensait que le génome de « S. coelicolor » contenait le plus grand nombre de gènes de n'importe quelle bactérie .  Le chromosome a une longueur de 8 667 507 pb avec une teneur en GC de 72,1% et il est prédit qu'il contient 7 825 gènes codant pour les protéines.  En termes de taxonomie, " S. coelicolor A3 (2)" appartient à l'espèce S. violaceoruber et n'est pas une espèce distincte valablement décrite; " S. coelicolor A3 (2)" ne doit pas être confondu avec leS. coelicolor (Müller), bien qu'il soit souvent appelé S. coelicolor pour des raisons de commodité. 

La première séquence complète du génome de S. avermitilis a été achevée en 2003.  Chacun de ces génomes forme un chromosome avec une structure linéaire, contrairement à la plupart des génomes bactériens, qui existent sous la forme de chromosomes circulaires.  La séquence génomique de S. scabies, un membre du genre ayant la capacité de provoquer la maladie de la gale de la pomme de terre, a été déterminée au Wellcome Trust Sanger Institute . D'une longueur de 10,1 Mbp et codant pour 9 107 gènes provisoires, il s'agit du plus grand génome de Streptomyces séquencé, probablement en raison du grand îlot de pathogénicité.

Ces dernières années, les chercheurs en biotechnologie ont commencé à utiliser les espèces Streptomyces pour l' expression hétérologue de protéines. Traditionnellement, Escherichia coli était l'espèce de choix pour exprimer les gènes eucaryotes , car elle était bien comprise et facile à travailler.  ^L' expression de protéines eucaryotes dans E. coli peut être problématique. Parfois, les protéines ne se replient pas correctement, ce qui peut entraîner une insolubilité, un dépôt dans les corps d'inclusion et une perte de bioactivité du produit.  Bien qu'E. Coli les souches ont des mécanismes de sécrétion, ceux-ci sont de faible efficacité et entraînent une sécrétion dans l' espace périplasmique , tandis que la sécrétion par une bactérie Gram-positive telle qu'une espèce Streptomyces entraîne une sécrétion directement dans le milieu extracellulaire. De plus, les espèces Streptomyces ont des mécanismes de sécrétion plus efficaces qu’E. coli. Les propriétés du système de sécrétion sont un avantage pour la production industrielle de protéines exprimées de manière hétérologue car elles simplifient les étapes ultérieures de purification et peuvent augmenter le rendement. Ces propriétés, entre autres, font de Streptomyces spp. une alternative intéressante à d'autres bactéries telles que E. coli et Bacillus subtilis. 

Jusqu'à présent, dix espèces appartenant à ce genre se sont révélées pathogènes pour les plantes: 

1. S. scabiei
2. S. acidiscabies
3. S. europaeiscabiei
4. S. luridiscabiei
5. S. niveiscabiei
6. S. puniciscabiei
7. S. reticuliscabiei
8. S. stelliscabiei
9. S. turgidiscabies (maladie de la gale chez les pommes de terre )
10. S. ipomoeae (maladie de la pourriture molle des patates douces )

Streptomyces est le plus grand genre producteur d' antibiotiques , produisant des médicaments antibactériens, antifongiques et antiparasitaires, ainsi qu'une large gamme d'autres composés bioactifs , tels que les immunosuppresseurs .  Presque tous les composés bioactifs produits par Streptomyces sont initiés pendant le temps coïncidant avec la formation d'hyphes aériens à partir du mycélium du substrat.