Les bactéries stockent des « souvenirs » et les transmettent de génération en génération, selon une étude

Les scientifiques ont découvert que les bactéries peuvent créer quelque chose comme des souvenirs indiquant le moment où il faut élaborer des stratégies susceptibles de provoquer des infections dangereuses chez l’homme, telles que la résistance aux antibiotiques et les essaims bactériens lorsque des millions de bactéries se rassemblent sur une seule surface. La découverte, qui a des applications potentielles pour prévenir et combattre les infections bactériennes et lutter contre les bactéries résistantes aux antibiotiques, concerne un élément chimique commun que les cellules bactériennes peuvent utiliser pour former et transmettre ces souvenirs à leur progéniture au fil des générations ultérieures.

Des chercheurs de l’Université du Texas à Austin ont découvert que la bactérie E. coli utilise les niveaux de fer pour stocker des informations sur différents comportements qui peuvent ensuite être activées en réponse à certains stimuli.

Les résultats sont publiés dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.

Les scientifiques avaient déjà observé que les bactéries ayant déjà vécu une expérience d’essaimage (se déplaçant collectivement sur une surface à l’aide de flagelles) améliorent leurs performances d’essaimage ultérieur. L’équipe de recherche dirigée par l’UT a cherché à comprendre pourquoi. Les bactéries n’ont pas de neurones, de synapses ou de système nerveux, donc les souvenirs ne ressemblent pas à ceux d’une bougie soufflée lors d’une fête d’anniversaire d’enfance. Ils ressemblent davantage à des informations stockées sur un ordinateur.

“Les bactéries n’ont pas de cerveau, mais elles peuvent collecter des informations sur leur environnement, et si elles ont été fréquemment confrontées à cet environnement, elles peuvent stocker ces informations et y accéder rapidement plus tard pour leur bénéfice”, a déclaré Souvik Bhattacharyya, auteur principal et chercheur. chercheur principal en début de carrière au Département des biosciences moléculaires de l’UT.

Tout cela revient au fer, l’un des éléments les plus abondants sur Terre. Les bactéries singulières et flottantes ont des niveaux de fer variables. Les scientifiques ont observé que les cellules bactériennes avec des niveaux de fer plus faibles étaient de meilleurs essaims. En revanche, les bactéries qui formaient des biofilms, des tapis denses et collants de bactéries sur des surfaces solides, avaient des niveaux élevés de fer dans leurs cellules. Les bactéries tolérantes aux antibiotiques présentaient également des niveaux de fer équilibrés. Ces mémoires de fer persistent pendant au moins quatre générations et disparaissent à la septième génération.

“Avant qu’il n’y ait de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre, la vie cellulaire utilisait le fer pour de nombreux processus cellulaires. Le fer est non seulement essentiel à l’origine de la vie sur Terre, mais également à son évolution”, a déclaré Bhattacharyya. “Il est logique que les cellules l’utilisent de cette manière.”

Les chercheurs émettent l’hypothèse que lorsque les niveaux de fer sont faibles, les mémoires bactériennes sont déclenchées pour former un essaim migratoire rapide à la recherche de fer dans l’environnement. Lorsque les niveaux de fer sont élevés, les souvenirs indiquent que cet environnement est un bon endroit pour rester et former un biofilm.

“Les niveaux de fer sont définitivement une cible thérapeutique car le fer est un facteur important de virulence”, a déclaré Bhattacharyya. “En fin de compte, plus nous en savons sur le comportement des bactéries, plus il est facile de les combattre.”