Radar de protection pour les bactéries
Un radar chimique permet aux bactéries de détecter et de tuer les prédateurs
Les relations prédateur-proie sont présentes dans pratiquement tous les écosystèmes. Même les micro-organismes, dans leur monde invisible à l'œil nu, s'engagent dans ces interactions lorsqu'ils luttent pour la survie de leur espèce. La façon dont la bactérie Pseudomonas syringae utilise un radar chimique pour détecter et tuer les amibes ennemies vient d'être publiée dans une étude parue dans la revue scientifique Cell.
L'étude de la communication des micro-organismes nous permet de mieux comprendre les interactions écologiques complexes qui façonnent notre environnement - un des principaux objectifs du pôle d'excellence "Balance of the Microverse". Une équipe de recherche du pôle à l'Institut Leibniz pour la recherche sur les produits naturels et la biologie des infections - Institut Hans Knöll (Leibniz-HKI) et à l'Université Friedrich Schiller d'Iéna a étudié l'interaction entre les amibes, les bactéries et les plantes. Des chercheurs de l'université de Bayreuth ont également participé à l'étude. Les résultats ouvrent de nouvelles voies pour la découverte de produits naturels bioactifs.
L'agent pathogène persistant des plantes et un organisme unicellulaire à l'esprit d'équipe
La bactérie Pseudomonas syringae est un agent pathogène omniprésent et dévastateur pour les plantes. L'agent pathogène pénètre dans la plante par des ouvertures naturelles ou des blessures, l'infecte et cause des dommages considérables à l'agriculture. Les amibes sont des ennemis naturels de la bactérie. L'amibe Polysphondylium pallidum, par exemple, est un organisme unicellulaire qui se nourrit de bactéries. Toutefois, si la nourriture se raréfie, les organismes unicellulaires s'agrègent pour former des structures multicellulaires qui permettent la génération et la dispersion de spores. Bien qu'elle ne soit pas directement impliquée dans le processus d'infection de la plante, l'amibe est un prédateur important qui oblige la bactérie à développer des mécanismes de défense très efficaces pour survivre en sa présence.
Une amibe se tue elle-même
L'équipe de recherche dirigée par Pierre Stallforth, professeur à l'université d'Iéna et chef de département au Leibniz-HKI, a identifié un mécanisme de défense de Pseudomonas syringae jusqu'alors inconnu. "Nous avons pu montrer comment la bactérie utilise un radar chimique pour reconnaître et éliminer les amibes hostiles. Il est intéressant de noter que les amibes elles-mêmes jouent un rôle crucial dans leur propre disparition", explique Shuaibing Zhang, premier auteur de l'étude. Pierre Stallforth ajoute : "Pseudomonas syringae produit des syringafactines. Il s'agit de composés chimiques inoffensifs pour l'amibe, qui permettent à la bactérie de se déplacer plus rapidement. Lorsque l'amibe rencontre cette molécule, l'organisme modifie la structure chimique de la syringafactine. La bactérie possède à son tour une protéine de détection spéciale - le Chemical Radar Regulator (CraR) - qui reconnaît ces molécules modifiées. Cela permet à la bactérie de détecter la présence d'amibes, après quoi les gènes responsables de la production de substances toxiques - les pyrofactines - sont activés. Les pyrofactines tuent à leur tour les amibes et, fait intéressant, sont des dérivés des syringafactines modifiées".
Le mécanisme de défense offre des opportunités pour le développement de nouveaux médicaments
L'infectiosité de la bactérie est également liée au système de radar chimique : P. syringae ne peut infecter le cresson de thalle, Arabidopsis thaliana, un organisme modèle végétal très courant, en présence d'amibes que si la bactérie dispose d'un "radar chimique" actif et est donc capable de se défendre contre le prédateur.
L'étude fournit des informations précieuses sur l'interaction complexe entre les micro-organismes, les protozoaires et les plantes supérieures. Elle fournit également des points de départ pour la découverte de nouvelles substances naturelles bioactives qui peuvent être utiles à l'homme en tant que médicaments ou dans la lutte contre les parasites.
De nombreux financements ont rendu possible cette étude pionnière sous la direction du Leibniz-HKI, notamment la Fondation Werner Siemens, la Fondation allemande pour la recherche dans le cadre du pôle d'excellence "Balance of the Microverse" et le Centre de recherche collaborative ChemBioSys. Les États de Hesse et de Thuringe ont également soutenu le projet grâce à un financement du Fonds européen de développement régional (EFRE).
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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