mardi, 15 octobre 2024

E. coli, l’archétype de l’organisme unicellulaire, a un mode de vie multicellulaire secret

Les bactéries Escherichia coli s’arrangent parfois en ensembles de 4 appelés rosettes, une qualité généralement liée aux organismes multicellulaires comme nous, comme une étape vers le devenir biofilms. La découverte brouille ce qui est peut-être considéré comme la division la plus essentielle parmi les êtres vivants, et soulève également des inquiétudes quant à la façon dont nous avons manqué quelque chose d’aussi essentiel dans une forme de vie aussi bien étudiée.

Si vous incluez les étudiants de premier cycle universitaire, le les scientifiques qui ont étudié E. coli font très probablement face à des millions. C’est, après tout, l’organisme que les chercheurs utilisent comme modèle pour tous les germes et, à un certain niveau, tous les organismes unicellulaires. Nous mesurons son abondance pour suivre la santé de nos cours d’eau, valoriser les souches bénéfiques pour la production de vitamine K2 et lutter contre les variétés qui sont une cause importante d’intoxication alimentaire.

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Surtout, les scientifiques ont étudié l’évolution et le génome d’E.coli dans profondeur remarquable, résultant en des ajustements pour produire des médicaments vitaux tels que l’insuline humaine et des protéines difficiles à acquérir naturellement. Selon un article paru dans iScience, pendant tout ce temps, nous l’avons peut-être considéré comme incorrect, en traitant chaque cellule comme complètement indépendante.

Le fait E. coli, comme de nombreux autres organismes unicellulaires, peuvent souvent travailler ensemble est bien connu. Ils forment des biofilms qui les sécurisent contre les agressions extérieures, constituées d’antibiotiques et du système immunitaire de l’hôte. Les biofilms dépendent d’un polymère de sucre qui lie les bactéries les unes aux autres, dont le produit, rappelle l’article, « a une dépense métabolique considérable » et a donc besoin de moteurs évolutifs efficaces pour être maintenu.

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Lorsque le Dr Kyle Allison de Georgia Tech et ses co-auteurs ont analysé la formation des biofilms, ils ont observé quelque chose de nouveau . Individu E. coli se rejoignaient en quatre structures cellulaires appelées rosettes, qui à leur tour devenaient des chaînes parallèles de largeur constante. Après environ 10 générations de division cellulaire, les chaînes se sont attachées aux surfaces et ont cessé de croître.

L’équipe a même identifié le gène, Ag43, qui rend possible le développement de la rosette.

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« Les rosettes sont plutôt importantes dans les organismes plus grands, comme les mammifères, en raison du fait qu’elles commencent des procédures de développement comme l’embryogenèse,  » Allison a déclaré dans une déclaration. Les quelques cas où ils avaient été observés dans des bactéries étaient considérés comme des exceptions rares.

« Ce que nous voyons ici, c’est que les germes ne sont peut-être pas ce que nous avons réellement envisagé dans le passé », a déclaré Allison. « Je soupçonne que ce que nous avons découvert est beaucoup plus typique que nous ne le pensions. »

Le groupe a également montré que les chaînes sont formées de clones d’une seule bactérie. Lorsque deux chaînes de bactéries différentes entrent en contact, elles restent entre elles plutôt que de se mélanger ou de s’échanger.

Toutes les observations sont restées au laboratoire, les auteurs reconnaissent donc ne pas savoir à quelle fréquence E. coli pratiquent ce type de multicellularité dans notre gros intestin ou sur les plantes. Cependant, ils ont vu les mêmes habitudes dans une souche cultivée plus d’un siècle plus tôt et une autre provenant d’une infection actuelle du système urinaire (dont 80 % sont provoquées par E. coli). La capacité au moins est étendue .

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Les implications complètes de la découverte pourraient prendre beaucoup de temps à explorer. Il pourrait utiliser une explication de la façon dont la multicellularité a d’abord évolué, menant finalement à nous. À un niveau plus utile, les biofilms sont impliqués dans environ 80 % des infections bactériennes, dont beaucoup sont causées en particulier par E. coli. Comprendre comment ils se forment pourrait aider à les traiter.

Les auteurs pensent également que nous pouvons utiliser les biofilms à notre avantage, par exemple en encourageant la croissance de germes utiles pour empêcher les agents pathogènes d’entrer dans le corps humain.

Le document est en libre accès dans iScience.

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