Découverte d’un sens du toucher chez les bactéries

En utilisant la bactérie Caulobacter comme modèle, les chercheurs rapportent que les bactéries ont une sorte de sens de toucher qui leur permet de détecter une surface et de déclencher la production d’une colle leur permettant d’adhérer à cette surface en quelques secondes.


En utilisant la bactérie Caulobacter comme modèle, les chercheurs rapportent que les bactéries ont une sorte de sens de toucher qui leur permet de détecter une surface et de déclencher la production d'une colle leur permettant d'adhérer à cette surface en quelques secondes.
Crédit : University of Basel, Biozentrum

Même si les bactéries n’ont pas d’organes sensoriels au sens classique, elles sont toujours maîtres dans la perception de leur environnement. Un groupe de recherche de l’Université de Bâle a découvert que les bactéries réagissent non seulement aux signaux chimiques, mais possèdent également un sens du toucher. Dans leur publication dans la revue Science, les chercheurs démontrent comment les bactéries reconnaissent les surfaces et répondent à ce stimulus mécanique en quelques secondes.1 Ce mécanisme est également utilisé par les agents pathogènes pour coloniser et attaquer leurs cellules hôtes.

Que ce soit à travers la muqueuse ou la paroi intestinale, il y a différents tissus et surfaces de notre corps qui sont des portes d’entrée pour les pathogènes bactériens. Les premières secondes, le moment du toucher, sont souvent essentielles pour une infection réussie. Certains agents pathogènes utilisent la stimulation mécanique comme déclencheur pour induire leur virulence et acquérir la capacité d’endommager le tissu de l’hôte. Le groupe de recherche dirigé par le professeur Urs Jenal, au Biozentrum de l’Université de Bâle, a récemment découvert comment les bactéries sentent qu’elles sont sur une surface et ce qui se passe exactement dans ces premières secondes cruciales.

Une recherche se concentrant sur les signaux chimiques

Au cours des dernières décennies, la recherche a fait d’énormes progrès dans l’exploration de la façon dont les bactéries perçoivent et traitent les signaux chimiques. Cependant, nous avons peu de connaissances sur la façon dont les bactéries analysent les stimuli mécaniques et comment elles changent leur comportement en réponse à ces indices selon Jenal. En utilisant le Caulobacter non pathogène comme modèle, notre groupe a pu montrer pour la première fois que les bactéries ont un « sens du toucher » ce qui les aide à reconnaître les surfaces et à produire un adhésif pour se coller instantanément dans la cellule.

Comment les bactéries reconnaissent et adhèrent aux surfaces

Les bactéries Caulobacter possèdent un moteur rotatif dans leur enveloppe cellulaire avec une protubérance longue qu’on connait comme le . La rotation du flagelle permet aux bactéries de se déplacer dans les liquides. À la grande surprise des chercheurs, le rotor est également utilisé comme un organe de mécano-détection. La rotation du moteur est alimentée par un flux de protons dans la cellule via des canaux ioniques. Quand des cellules de natation touchent des surfaces, le moteur est perturbé et le flux de protons est interrompu.

Les chercheurs estiment que c’est le signal qui déclenche la réponse. La cellule bactérienne stimule ensuite la synthèse d’un second messager, qui à son tour, stimule la production d’une adhésine qui ancre fermement les bactéries sur la surface en quelques secondes. C’est un exemple impressionnant de la rapidité et de la spécificité des bactéries à changer leur comportement lorsqu’elles rencontrent des surfaces selon Jenal.

Une meilleure compréhension des maladies infectieuses

Même si Caulobacter est une bactérie environnementale inoffensive, nos découvertes sont très pertinentes pour la compréhension des maladies infectieuses. Ce que nous avons découvert chez Caulobacter s’applique également aux pathogènes humains selon Jenal. Afin de mieux contrôler et traiter les infections, il est obligatoire de mieux comprendre les processus qui se produisent durant ces quelques premières secondes après le contact avec la surface.

Sources

1.
Second messenger–mediated tactile response by a bacterial rotary motor. Science. http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan5353.
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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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