De nouvelles recherches ont résolu un mystère de longue date en microbiologie, révélant comment Bdellovibrio bacteriovorus s’attaque à d’autres bactéries en utilisant des protéines semblables à des fibres pour capturer une grande variété de cibles. Cette découverte ouvre la voie à des utilisations potentielles de ces prédateurs dans la lutte contre les bactéries nocives dans les soins de santé, l’alimentation et l’environnement, ce qui représente un pas en avant significatif dans le développement de stratégies antibactériennes naturelles.
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 Bdellovibrio bactérivoreproduisent des protéines ressemblant 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.
Professeur de biologie structurale à Université de Birmingham, Andrew Lovering 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. La question qui a déconcerté les scientifiques était la suivante : « Comment ces cellules peuvent-elles s’attacher fermement alors que nous savons à quel point leurs cibles bactériennes sont variées ? »
Professeur Lovering et professeur Liz Sockett, de l’École des sciences de la vie du 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, doctorante au laboratoire Sockett, ont découvert que le Bdellovibrio les prédateurs déposent une vésicule solide (une partie « pincée » de l’enveloppe cellulaire du prédateur) lorsqu’ils envahissent leurs proies.
Le rôle des vésicules et des fibres dans la prédation
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 bactéries différentes. types de proies.
Analyse et ingénierie moléculaire avancées
Les chercheurs ont ensuite procédé à une analyse individuelle des molécules, démontrant qu’elles forment de longues fibres, environ dix 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 avons étudiée provient du sol, elle a une large plage de mortalité, ce qui rend très difficile l’identification de ces paires de fibres et de proies. Cependant, lors de la cinquième tentative de recherche des partenaires, nous avons découvert une signature chimique à l’extérieur des bactéries proies qui s’adaptait étroitement à l’extrémité de la fibre. C’est la première fois qu’une fonctionnalité de Bdellovibrio a été adapté 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. »
La recherche a été financée par le Wellcome Trust Investigator in Science Award (209437/Z/17/Z).
