La force cachée des bactéries

Une équipe de doctorants et chercheurs de l’UNamur a découvert un nouveau mécanisme utilisé par les bactéries pour se prémunir du stress et du manque d’éléments nutritifs. L’équipe espère poursuivre ses recherches afin de proposer un modèle universel. Leur étude a été publiée dans la revue Nature Communications.

Une molécule magique pour survivre

Les bactéries sont particulièrement bien adaptées à toute une série de conditions environnementales et de stress, dont la famine. Lorsqu’une bactérie manque d’un élément nutritif important, comme le carbone ou l’azote, elle y répond de manière globale, en contrôlant son métabolisme, sa croissance, et d’autres processus. Cette réponse est permise, dans la grande majorité des cas, grâce à la production d’une molécule unique, appelée alarmone, qui agit comme une hormone, en envoyant un signal de manque à la bactérie. Une fois produite, la molécule est capable de contrôler, entre autres, le cycle cellulaire, la mobilité ou encore la virulence, afin de maintenir la bactérie en vie.

L’importance du chemin parcouru

Le rôle joué par l’alarmone dans la réponse au stress est connu depuis longtemps par les scientifiques, mais ils en savent peu sur la façon dont les bactéries sont capables de ressentir un stress et d’activer la production de cette molécule de défense. Dans le cas de cette étude, les chercheurs ont découvert que la bactérie Caulobacter crescentus détecte le manque d’azote en mesurant la concentration d’un acide aminé (la glutamine) grâce à un relais de protéines. La première protéine du relais sent le signal, et la dernière protéine induit la production de la molécule de défense. C’est un système d’interrupteur en quelques sortes, comme l’explique le chercheur Régis Hallez : « Si cet acide aminé est absent ou en quantité insuffisante à l’intérieur de la cellule, le relais sera enclenché et la molécule sera produite. Par contre, en présence de glutamine, l’activité de la première protéine sera stoppée et la molécule ne sera pas produite. »

Une voie de contrôle des infections

Hormis quelques plantes, seules les bactéries sont capables de produire cette molécule de défense. Or, cette molécule est souvent indispensable aux bactéries pathogènes pour aller au bout de leur cycle d’infection. La découverte pourrait donc permettre aux scientifiques de développer des stratégies pour interférer avec la production de la molécule et contrôler les infections par certaines bactéries.

Vers un modèle universel

L’équipe de recherche espère proposer un modèle universel, qui permette aux bactéries de sentir un manque d’azote et d’y répondre adéquatement. A l’avenir, l’équipe espère également identifier d’autres mécanismes chez d’autres espèces pour mieux les connaître et pouvoir éventuellement maitriser la production de cette molécule. « Dans le cas de bactéries bénéfiques pour la culture de certaines plantes, nous pourrions chercher à stimuler la synthèse de la molécule de défense, et dans le cas d’une bactérie infectieuse, on pourrait au contraire interférer avec sa production» conclut Régis Hallez.

Plus d'info : http://www.nature.com/ncomms/2016/160425/ncomms11423/full/ncomms11423.html