Les scientifiques résolvent le mystère de la façon dont les bactéries prédatrices reconnaissent leurs proies

Un mystère vieux de plusieurs décennies sur la façon dont les bactéries prédatrices antimicrobiennes naturelles sont capables de reconnaître et de tuer d'autres bactéries pourrait avoir été résolu, selon de nouvelles recherches.

Dans une étude publiée dans Microbiologie naturelledes chercheurs de l'Université de Birmingham et de l'Université de Nottingham ont découvert comment des bactéries prédatrices antimicrobiennes naturelles, appelées bactérivores Bdellovibrio, produisent des protéines semblables à des fibres à leur surface pour piéger leurs proies.

Cette découverte pourrait permettre aux scientifiques d'utiliser ces prédateurs pour cibler et tuer les bactéries problématiques qui causent des problèmes de santé, de détérioration des aliments et de l'environnement.

Andrew Lovering, professeur de biologie structurale à l'Université de Birmingham, a déclaré : « Depuis les années 1960, le bactérivore Bdellovibrio est connu pour chasser et tuer d'autres bactéries en pénétrant dans les cellules cibles et en les mangeant de l'intérieur avant d'éclater plus tard. Les scientifiques se demandaient « Comment ces cellules peuvent-elles s'attacher fermement quand nous savons à quel point leurs cibles bactériennes sont variées ? »

Le professeur Lovering et le professeur Liz Sockett, de l'École des sciences de la vie de l'Université de Nottingham, collaborent dans ce domaine depuis près de 15 ans. La percée a eu lieu lorsque Sam Greenwood, étudiant de premier cycle, et Asmaa Al-Bayati, titulaire d'un doctorat. étudiant du laboratoire Sockett, a découvert que les prédateurs Bdellovibrio déposent une vésicule solide (une partie « pincée » de l'enveloppe cellulaire du prédateur) lorsqu'ils envahissent leur proie.

Le professeur Liz Sockett a expliqué : « La vésicule crée une sorte de sas ou de trou de serrure permettant à Bdellovibrio d'entrer dans la cellule de la proie. Nous avons ensuite pu isoler cette vésicule de la proie morte, ce qui est une première dans ce domaine. La vésicule a été analysée pour révéler les outils utilisés lors de l'événement précédent de contact prédateur/proie. Nous y avons pensé un peu comme un serrurier laissant le crochet, ou la clé, comme preuve, dans le trou de la serrure.

“En examinant le contenu des vésicules, nous avons découvert que, parce que Bdellovibrio ne sait pas quelles bactéries il va rencontrer, il déploie une gamme de molécules similaires de reconnaissance de proies à sa surface, créant ainsi de nombreuses “clés” différentes pour “déverrouiller” de nombreuses molécules différentes. types de proies. »

Les chercheurs ont ensuite procédé à une analyse individuelle des molécules, démontrant qu'elles forment de longues fibres, environ 10 fois plus longues que les protéines globulaires courantes. Cela leur permet d'opérer à distance et de « tâter » les proies à proximité.

Au total, les laboratoires ont dénombré 21 fibres différentes. Les chercheurs Dr Simon Caulton, Dr Carey Lambert et Dr Jess Tyson ont travaillé sur leur fonctionnement aux niveaux cellulaire et moléculaire. Ils ont été soutenus par l'ingénierie génétique des fibres par Paul Radford et Rob Till.

L’équipe a alors commencé à tenter de relier une fibre particulière à une molécule particulière située à la surface d’une proie. Découvrir quelle fibre correspond à quelle proie pourrait permettre une approche technique permettant à des prédateurs sur mesure de cibler différents types de bactéries.

Le professeur Lovering a poursuivi : « Étant donné que la souche de prédateur que nous étudions provient du sol, elle a un large spectre de destruction, ce qui rend l'identification de ces paires de fibres et de proies très difficile. Cependant, lors de la cinquième tentative pour trouver les partenaires, nous avons découvert un produit chimique. signature à l'extérieur des bactéries proies qui s'ajustait étroitement à l'extrémité de la fibre. C'est la première fois qu'une caractéristique de Bdellovibrio est adaptée à la sélection des proies.

Les scientifiques dans ce domaine pourront désormais utiliser ces découvertes pour demander quel ensemble de fibres est utilisé par les différents prédateurs qu'ils étudient et potentiellement les attribuer à des proies spécifiques. Mieux comprendre ces bactéries prédatrices pourrait permettre leur utilisation comme antibiotiques, pour tuer les bactéries qui dégradent les aliments ou celles qui sont nocives pour l'environnement.

Le professeur Lovering a conclu : « Nous savons que ces bactéries peuvent être utiles, et en comprenant parfaitement comment elles fonctionnent et trouvent leurs proies, cela ouvre un monde de nouvelles découvertes et possibilités. »