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Posté par Isabelle le Jeudi 20/08/2015 à 00:00
L’arbalète moléculaire: arme majeure de l’arsenal bactérien
Des chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS ont franchi une étape importante dans la compréhension de la structure moléculaire et du fonctionnement d’un élément majeur de l’arsenal que les bactéries possèdent pour détruire des cellules ou d’autres bactéries. Cette étude publiée dans Nature focalise sur le mécanisme d’assemblage et la description détaillée de l’architecture d’une pièce maitresse du système de sécrétion bactérien de type 6.


© Institut Pasteur
Pour survivre et se développer, les bactéries sécrètent des facteurs de virulence (La virulence désigne le caractère pathogène, nocif et violent d'un micro-organisme (bactérie ou champignon). La virulence d'un pathogène létal est facilement mesurable mais celle des pathogènes...) capables de modifier à leur avantage la physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie...) des cellules qu’elles infectent (cellules cibles). Ces facteurs traversent la barrière physico-chimique de l'enveloppe bactérienne et sont injectés dans ces cellules cibles via des « systèmes de sécrétion ». Ces derniers sont des machines moléculaires complexes souvent constituées d’un assemblage de plus d’une dizaine d’éléments protéiques. Pour enrayer le fonctionnement d’un système de sécrétion, et espérer ainsi bloquer les effets néfastes qu’il engendre sur la santé, il est absolument nécessaire de déterminer avec précision son architecture.

Le système bactérien de sécrétion de type 6 est l'un des principaux acteurs de cet arsenal chez de nombreuses bactéries pathogènes pour l’homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est...), comme Escherichia coli (Escherichia coli, également appelé colibacille ou E. coli, est une bactérie intestinale des mammifères très commune chez l'être humain. Découverte en 1885 par Théodore Escherich, dans des...), Vibrio cholerae ou Pseudomonas aeruginosa. Il ressemble à une arbalète moléculaire qui propulse une flèche faite du tube Hcp et de la pointe VgrG dans le cytoplasme de la cellule cible. Cette arbalète est ancrée de manière stable à l'enveloppe de la bactérie par un complexe membranaire.

Dans cette étude, l’équipe de Rémi Fronzes (Institut Pasteur / CNRS), en collaboration étroite avec les groupes d’Eric Cascales et celui de Christian Cambillau (Aix-Marseille Université / CNRS), montre que ce complexe est assemblé par l'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de même nature,...) de trois protéines: TssJ, TssM et TssL. Les chercheurs présentent sa structure déterminée par microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments...) électronique à haute résolution. La détermination de la structure cristalline d’une partie de ce complexe et des études menées in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition à in vitro...) sur des bactéries suggèrent la formation d’un pore transitoire dans la membrane externe permettant le passage la flèche Hcp/VgrG. Ces résultats révèlent donc la composition, l’architecture moléculaire et le fonctionnement d’une pièce maitresse du système de sécrétion de type 6.

L’objectif à terme est de développer des stratégies thérapeutiques pour cibler ces étapes de formation du système de sécrétion de type 6 et ainsi parvenir à le bloquer.


© Institut Pasteur
Pour plus d'information voir:
Biogenesis and structure of a Type VI secretion membrane core complex, Nature, DOI: 10.1038/nature14667, 22 juillet 2015

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Source et images: Institut Pasteur