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Posté par Adrien le Mardi 09/01/2018 à 12:00
Le chromosome bactérien sert à l'assemblage des complexes protéiques signalétiques
Des chercheurs du Laboratoire de chimie bactérienne dévoilent de nouvelles fonctions du chromosome bactérien dans l'organisation de la cellule en démontrant que chez Myxococcus xanthus, le chromosome sert de plateforme pour l'assemblage de complexes signalétiques qui coordonnent le mouvement des bactéries en réponse à l'environnent. L'association de ces complexes avec l'ADN permet une réponse rapide et sensible des bactéries aux stimulations. Cette étude a été publiée le 21 novembre 2017 dans la revue PLoS Genetics.


Figure: Cellules de Myxococcus xanthus photographiées sous microscopie à fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d'excitation autres que la chaleur. (on parle parfois de « lumière froide »). Elle peut servir à caractériser un matériau.). Les contours blancs dessinés indiquent le corps de la cellule; le chromosome (Le chromosome (du grec khroma, couleur et soma, corps, élément) est l'élément porteur de l'information génétique. Les chromosomes contiennent les gènes et permettent leur distribution...) est marqué avec un colorant (Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.) fluorescent bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446...) et le récepteur FrzCD est fusionné à la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de...) fluorescente verte (GFP). Les foyers formés par FrzCD forment un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) protéique. Dans le dessin, chaque cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette distance est appelée rayon du cercle. Celui-ci...) est un dimère de FrzCD.
© Emilia Mauriello

Pendant longtemps, les bactéries ont été considérées comme des organismes dotés d'une organisation (Une organisation est) cellulaire très simple en raison de l'absence d'organelles internes permettant de compartimenter leurs fonctions. Ces vingt dernières années, les progrès de la microbiologie (La microbiologie est la science qui étudie les micro-organismes (ou microorganismes).) cellulaire et moléculaire ont permis de démontrer que les bactéries sont, au contraire, des cellules hautement organisées et compartimentées. Les extrémités de la cellule bactérienne, les pôles, sont par exemple les sites d'assemblage de machineries de motilité complexes appelées pili et flagelles. La paroi cellulaire elle-même sert à l'assemblage de nombreux complexes moléculaires importants pour l'exportation et l'importation de molécules essentielles pour le nutriment, la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la machine (télécommunications, nouvelles technologies...),...) cellulaire et le maintien de l'homéostasie. Enfin, le cytosquelette est fondamental pour le bon positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible, différente et attractive au sein d’un marché et dans l’esprit des clients...) du septum de division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la...) cellulaire et le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) spatial de la synthèse pariétale.

Les chercheurs démontrent que chez M. xanthus, le chromosome bactérien, support de l'information génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie...), sert également de plateforme pour l'assemblage de complexes signalétiques qui coordonnent le mouvement des bactéries. Les protéines formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur...) ces complexes intègrent des signaux environnementaux et modulent ainsi les déplacements cellulaires permettant la prédation d'autres espèces bactériennes et la formation de structures multicellulaires, les corps fructifères, qui contiennent les spores, des formes cellulaires quiescentes capables de survivre dans des conditions environnementales extrêmes. Ce système, appelé Frz, agit donc comme une sorte de système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires,...) central de la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...).

L'association des protéines Frz à l'ADN se produit directement via le récepteur FrzCD, dont le domaine N-terminal contient des motifs similaires à des motifs présents dans les histones eucaryotes. Cette association permet le recrutement d'une kinase et la formation de complexes signalétiques actifs. Cette organisation confère au système des propriétés d'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.), qui permettent une réponse rapide et sensible à la stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un...). La structure moléculaire des ces complexes est en cours, mais ce travail a dévoilé des nouvelles fonctions du chromosome bactérien dans l'organisation de la cellule et le fonctionnement des complexes protéiques signalétiques.

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Source: CNRS-INSB