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Posté par Adrien le Jeudi 19/05/2011 à 12:00
Un nouveau moteur propulsif chez les bactéries
A l'image des eucaryotes, les bactéries disposent elles aussi de moteurs moléculaires leur permettant notamment de se déplacer sur des surfaces solides. C'est ce que viennent de montrer des chercheurs du CNRS et de l'Université de Princeton, en étudiant la motilité de la bactérie modèle Myxococcus xanthus. Ce travail a été publié le 11 avril 2011 dans la revue PNAS.

Du fait de leur petite taille, les bactéries ont longtemps été considérées comme des compartiments simples et désordonnés, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale...) desquels les interactions entre les complexes protéiques sont le résultat de phénomènes de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise...) passive. Cependant, l'émergence des techniques de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres vivants (ou ayant...) cellulaire à haute résolution a permis de mettre en évidence que les bactéries sont hautement architecturées et organisées par un cytosquelette complexe, réunissant actine, tubuline et filaments intermédiaires. Pourtant, des moteurs bactériens de type myosine ou kinésine, permettant le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la...) dirigé de protéines, n'ont jamais été identifiés. La motilité des cellules eucaryotes étant réalisée grâce à ce type de moteurs, l'équipe de Tâm Mignot au Laboratoire de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou...) bactérienne (LCB, CNRS) a émis l'hypothèse que l'étude de la motilité chez les bactéries pourrait conduire à l'identification de moteurs similaires.


A) Chez Myxococcus xanthus, la machinerie de motilité est distribuée le long du corps cellulaire et interagit avec le moteur AglQRS, situé dans la membrane interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le...). L'action du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie...) et son couplage au cytosquelette permettent le mouvement.
B) Une bille de polystyrène immobilisée à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) d'une bactérie (flèches blanches) est transportée vers le pôle arrière de la cellule lorsqu'elle est prise en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un...) par l'appareil de motilité, visualisé en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel grâce à la Yellow Fluorescent Protein.
© LCB, T. Mignot

Un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de bactéries est capable de se déplacer sur des surfaces solides en l'absence de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) appendice extracellulaire visible et de tout changement morphologique de l'enveloppe. Ce mode de déplacement appelé « gliding motility » est actuellement peu compris. En collaboration avec Eric Cascales du Laboratoire d'ingénierie des systèmes macromoléculaires (LISM, CNRS) et l'équipe de Joshua (Joshua est le ketch en acier de Bernard Moitessier construit au chantier Meta de Tarare (Rhône) en 1961 avec lequel il participe au Golden Globe.) Shaevitz du Département de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un...) de l'Université de Princeton, les chercheurs du LCB ont étudié ce processus chez la bactérie modèle Myxococcus xanthus. Grâce à une combinaison (Une combinaison peut être :) d'approches multidisciplinaires, mêlant pinces optiques, microfluidie, biologie cellulaire et génétique, ils ont identifié le moteur moléculaire qui énergise ce processus de motilité. Ce moteur (AglQRS), localisé dans la membrane interne de la bactérie, constitue un canal à protons qui utilise la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale »...) proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.) motrice pour transporter processivement des complexes de motilité en coopération avec le cytosquelette d'actine. L'attachement des complexes de motilité sur le substrat permet la propulsion (La propulsion est le principe qui permet à un corps de se mouvoir dans son espace environnant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par le milieu extérieur ou par un...) du corps cellulaire.

De nombreuses questions quant au mécanisme de motilité restent sans réponse. Comment le travail du moteur est-il transduit à la surface cellulaire ? Quel est le rôle exact du cytosquelette ? D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) général, les chercheurs ont pour la première fois, identifié un complexe permettant le transport dirigé de protéines dans une cellule procaryote (Le terme « procaryote » (Prokaryota ou Prokarya), du grec pro (avant) et caryon (noyau), est d'abord une référence...). Ils anticipent qu'à l'instar des moteurs moléculaires eucaryotes, cette famille de moteurs moléculaires a été adaptée à de nombreux processus physiologiques chez les bactéries.

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Source: CNRS-INSB