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La reproduction bactérienne sans paroi cellulaire

Les cellules bactériennes résistantes aux antibiotiques, dites bactéries en forme de L, ne possèdent pas de paroi cellulaire. Un projet financé par l'UE a étudié les mécanismes de la prolifération en forme L.
La reproduction bactérienne sans paroi cellulaire
La paroi cellulaire bactérienne est une couche externe importante de la membrane cellulaire. Ces parois cellulaires sont faites de chaînes de polysaccharides reliées par des peptides bactériens spécifiques. La majorité de bactéries sont capables de passer à un état en L dépourvu de paroi cellulaire. De nombreuses bactéries en forme de L sont résistantes aux antibiotiques et sont associées à des maladies infectieuses.

Les cellules en forme de L sont généralement sphériques. La division cellulaire bactérienne requiert généralement une paroi cellulaire et des composants du cytosquelette bactérien. La capacité des bactéries en forme de L à se développer et à se diviser en l'absence de deux de ces structures pourrait constituer un type de division cellulaire qui était importante chez les formes primitives de vie. Le projet CFILP («Characterisation of factors involved in proliferation of Bacillus subtilis L-forms») a étudié les mécanismes de prolifération en forme de L dans le modèle bactérien Bacillus subtilis.

Les chercheurs du projet ont isolé et étudié les mutations génétiques promouvant la division et la prolifération cellulaire en l'absence d'une paroi cellulaire. Ils ont découvert que les principales mutations pour la prolifération en forme de L ont induit la production de membrane cellulaire supplémentaire par l'activation du système de synthèse des acides gras. De plus, une augmentation artificielle du rapport surface cellulaire/volume dans les formes de L sauvages a entraîné la formation spontanée des cellules filles.

En utilisant une approche d'inactivation génétique, des chercheurs ont identifié une mutation qui a empêché la division cellulaire de bactéries en forme de L capables de prolifération. Ils ont isolé la mutation impliquée dans la synthèse d'un composant d'acides gras de la membrane cellulaire. Le phénotype principal observé dans cette forme mutante était une réduction au niveau de la fluidité de la membrane cellulaire. Cette réduction au niveau de la fluidité a bloqué la prolifération à une étape de scission de membrane, empêchant l'émission des cellules filles.

Un modèle final de division en forme de L indique qu'une croissance déséquilibrée a créé une augmentation de la zone de surface cellulaire, ce qui entraîne une déformation spontanée. Ce déséquilibre entre la surface et le volume peut être corrigé par la formation de cellules filles (division) si la membrane est suffisamment souple.

Les résultats de CFILP viennent directement soutenir l'idée selon laquelle les effets purement biophysiques auraient fourni un mode efficace de prolifération dans les cellules primitives avant l'évolution et le développement de la paroi cellulaire.

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