La région de réplication du plasmide pSX267 a été séquencée et bien caractérisée. Ce fut la première description d’un mécanisme autonome de réplication pour les plasmides de staphylocoques (Gering et al., 1996). L’analyse de la séquence d’un fragment de 1,8 kb correspondant à la zone de réplication a révélé 2 orfs, repA et orf2 codant des protéines de 37,2 et 13,2 kDa. La séquence en acides aminés déduite de repA a montré des similarités avec la protéine initiatrice de la réplication du plasmide pAD1 chez Enterococcus faecalis. Chez pSX267, repA s’est révélé être l’unique gène nécessaire à la réplication du plasmide. Les différentes mutations réalisées dans ce gène ont abouti à des plasmides non réplicatifs. Le gène orf2 code une protéine similaire à la partie C-terminal de la protéine Rep des plasmides de type RC (rolling circle), mais il a clairement été montré qu’elle ne jouait aucun rôle dans la réplication de pSX267. Gering et al. (1996) ont supposé que l’orf2 correspondait à un vestige d’un petit plasmide RC qui se serait inséré dans le large plasmide pSX267, ce type de phénomène ayant déjà été observé. Une étude comparative entre les régions de réplication de pSX267 et des plasmides de résistance aux β-lactamases et métaux lourds de
S. aureus a été réalisée (Firth et al., 2000). Il a été montré que la séquence répétée présente à
l’intérieur des gènes rep, qui correspondrait à l’origine de réplication de chaque plasmide, est une région très conservée chez les plasmides de type Inc1 : pSK1, pI9789::Tn552 de
S. aureus et chez pSX267. De plus, comme ce qui a été décrit chez le plasmide pSX267 de S. xylosus, une séquence incomplète d’un probable gène orf245 (id. orf2) a été observée dans
trois autres plasmides endogènes de S. aureus. Il semblerait donc que les complexes de réplication des plasmides de multirésistance chez les staphylocoques soient conservés (Firth
et al., 2000).
6-2. La résistance à l’arsenite, l’arsenate et l’antimonite
Le premier plasmide de résistance aux sels d’arsenate, arsenite et antimonite a été décrit chez
S. aureus par Novick et Roth (1968). Ces gènes de résistance sont habituellement présents
sur des plasmides codant également des pénicillinases et des facteurs de résistance à des métaux lourds, comme Cd2+ et Hg2+. Le mécanisme de résistance à l’arsenic est basé sur un système d’efflux de ces composés toxiques. La résistance à l’arsenate et l’arsenite est communément présente chez les staphylocoques. Des études effectuées sur des souches de
S. xylosus ont montré que plus de 90% des souches étaient résistantes à l’arsenate et
l’arsenite et que les gènes de résistance étaient portés sur des plasmides (Rosenstein et al., 1992). Des analyses par hétéroduplex entre pSX267 et pI258 issu d’une souche de S. aureus ont révélé une très forte homologie des gènes de la résistance à l’arsenic et de la région de réplication (Ji & Silver, 1992). Chez E. coli, la séquence nucléotidique de l’opéron ars comprend quatre orfs, arsR, arsA, arsB et arsC. La protéine AsrA arbore chez cette espèce deux régions homologues à une région conservée de liaison à l’adénylate, supposant que le système d’efflux de l’arsenate et de l’arsenite est ATP dépendant. Chez S. aureus et
S. xylosus, l’opéron ars n’inclut pas l’ATPase ArsA. Les protéines ArsB de S. xylosus et E. coli sont identiques en taille et leur séquence en acides aminés montre 58% de similarité.
Cette protéine correspond à une pompe à arsenite, elle possède un fort caractère hydrophobe uniforme sur toute la protéine confirmant sa localisation dans la membrane cytoplasmique. La protéine ArsC de S. xylosus ne présente qu’une faible similarité avec celle de E. coli (18% d’acides aminés identiques). Chez E. coli la fonction supposée de cette protéine est de changer la spécificité de la pompe à extrusion pour l’arsenite en arsenate. Malgré la faible homologie de séquence, il semblerait que la protéine ArsC de S. xylosus ait également la même fonction (Rosenstein et al., 1992). Des études de mutations ont montré que l’inactivation de arsB et arcC entrainnait l’inhibition de la résistance à l’arsenate. La résistance à l’arsénite et l’antimonite, était quant à elle, inhibée uniquement lorsque le gène
arsB était délété. Le gène arsR chez S. xylosus, comme pour E. coli, code un régulateur
et d’antimonite qui se fixent au niveau des 6 résidus cystéines de la protéine permettant ainsi la transcription de l’opéron ars. Des études ont montré que l’opéron ars de pSX267 pouvait conférer la résistance à l’arsenate et l’arsentite chez d’autres genres bactériens. La première étude de cet opéron avait été réalisée chez S. carnosus où ars avait été cloné via le plasmide pCA44 (pC194 portant les 3 gènes de résistance à l’arsenic issus de pSX267). La souche de
S. carnosus hébergeant pCA44 devenait résistante à l’arsenic (Kreutz & Götz, 1984 ;
Rosenstein et al., 1992). Rosenstein et al. (1992) ont fait par la suite des essais d’expression de l’opéron ars, en utilisant le plasmide pCA44, chez E. coli et B. subtilis. Le plasmide pCA44 ne se répliquait pas chez E. coli, un autre vecteur portant les gènes ars a été utilisé. Comme pour S. carnosus, une augmentation de la résistance à l’arsenate et à l’arsenite a été observée chez une souche de B. subtilis sensible à l’arsenate et complémentée avec pCA44. Chez E. coli, la souche était naturellement tolérante à l’arsenate et l’arsenite mais la complémentation avec les gènes ars de S. xylosus a entraîné une augmentation légère mais reproductible de la résistance à l’arsenite.