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Multiplication des bactéries décryptées: le mécanisme de l'horloge interne contrôle la division cellulaire


Études: comment les bactéries se multiplient

La manifestation de maladies infectieuses dans le corps dépend en partie de la capacité des germes à se reproduire. Chez les bactéries, cela se produit par division cellulaire. Une équipe de recherche suisse a maintenant déchiffré un mécanisme jusque-là inconnu que les agents pathogènes utilisent pour se multiplier. Une sorte de «mouvement d'horlogerie interne» semble contrôler la division cellulaire.

Des chercheurs du Biozentrum de l'Université de Bâle ont découvert une molécule de signalisation dans les bactéries qui contrôle la multiplication des germes. Cela semble être un mécanisme universel utilisé par tous les types de bactéries. La recherche aide à mieux comprendre la croissance des bactéries et des agents pathogènes. Les résultats de la recherche ont été récemment présentés dans les deux revues bien connues "Nature Communications" et "PNAS".

La division cellulaire est à la base de la propagation des infections

La capacité à diviser les cellules et donc à multiplier les bactéries est un facteur déterminant dans la propagation des maladies infectieuses bactériennes. La vitesse à laquelle les agents pathogènes se divisent dépend de leurs conditions de vie. Dans les environnements avec des conditions défavorables telles que le manque de nutriments, les bactéries se multiplient beaucoup plus lentement. Jusqu'à présent, on ne savait pas quel processus les bactéries utilisent pour contrôler la vitesse à laquelle elles se divisent.

Les bactéries font une pause

Des recherches antérieures ont déjà montré que les bactéries ne commencent pas immédiatement la prochaine division cellulaire dans de mauvaises conditions environnementales. Au lieu de cela, vous faites une pause. Combien de temps il dure et comment il est interrompu n'était pas connu. L'équipe de recherche suisse a maintenant réussi à résoudre cette énigme.

L'horloge interne des bactéries est contrôlée par une protéine

Selon les études, la molécule signal c-di-GMP détermine le moment de la prochaine division cellulaire. «L'augmentation du niveau de c-di-GMP met progressivement en mouvement les roues dentées individuelles d'une horloge dans la cellule», décrit le directeur de recherche, le professeur Dr. Urs Jenal. Ces «rouages» sont des enzymes qui sont connectées en série et sont appelées kinases. «Ils préparent la cellule à passer de la phase de repos à la phase de division cellulaire», explique le professeur.

L'horloge tourne quand la bonne protéine est disponible

Les chercheurs ont découvert que les bactéries commencent à produire la molécule de signalisation c-di dans des conditions de vie favorables. Cette protéine active la première kinase, qui à son tour active plus de 100 gènes associés à la division cellulaire. En même temps, la production de molécules de signalisation supplémentaires est lancée.

Si le niveau de c-di-GMP est suffisamment élevé, la dernière kinase de la chaîne est finalement activée - ce n'est qu'alors que la division cellulaire proprement dite est initiée. "Cela signifie que la cellule décide finalement de doubler son ADN et d'initier la division", explique Jenal. Dès que la cellule bactérienne commence à se diviser, tout le groupe de gènes qui a initié la division cellulaire est désactivé et le processus recommence. «Parce que ceux-ci ne sont importants que dans la phase de transition», souligne le responsable de la recherche.

Kinases congelées

L'équipe autour du professeur Dr. Tilman Schirmer s'est quant à lui concentré sur le processus subtil du processus d'activation. Les chercheurs ont montré que les kinases ont des sections mobiles qui restent rigides jusqu'à ce que le c-di-GMP s'arrête. Ce n'est qu'alors que les sections sont libérées et la kinase est activée. «Grâce à nos travaux, nous avons pu démontrer un nouveau principe actif pour la c-di-GMP», résume Schirmer.

Le principe semble universel

La particularité des deux projets de recherche est que cela semble être un principe universel. Selon l'état actuel des connaissances, tous les types de bactéries utilisent ce mécanisme pour la division cellulaire. Le processus permet aux pathogènes d'adapter de manière optimale la croissance et le développement aux conditions existantes. Le déchiffrement de ce processus permet désormais une meilleure compréhension générale de la propagation des bactéries. (v)

Informations sur l'auteur et la source

Ce texte correspond aux spécifications de la littérature médicale, des directives médicales et des études en cours et a été vérifié par des médecins.

Rédacteur diplômé (FH) Volker Blasek

Se gonfler:

  • Andreas Kaczmarczyk, Antje M. Hempel, Urs Jenal, et autres: synchronisation précise de la transcription par c-di-GMP coordonne le cycle cellulaire et la morphogenèse chez Caulobacter; dans: Nature Communications, 2020, nature.com
  • Badri N.Dubey, Elia Agustoni, Tilman Schirmer et autres Activation de l'histidine kinase hybride par libération de domaine médiée par di-GMP cyclique; dans: PNAS, 2020, pnas.org


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