{"id":5760,"date":"2014-01-13T00:01:52","date_gmt":"2014-01-12T23:01:52","guid":{"rendered":"http:\/\/sciencetonnante.wordpress.com\/?p=5760"},"modified":"2014-01-13T00:01:52","modified_gmt":"2014-01-12T23:01:52","slug":"les-bacteries-aussi-savent-compter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/scienceetonnante.com\/blog\/2014\/01\/13\/les-bacteries-aussi-savent-compter\/","title":{"rendered":"Les bact\u00e9ries aussi savent compter !"},"content":{"rendered":"

\"e.<\/a>Les bact\u00e9ries sont des \u00eatres vivants assez rudimentaires, puisqu’elles ne sont faites que d’une seule cellule. Et pourtant on a d\u00e9couvert au cours des 20 derni\u00e8res ann\u00e9es que les bact\u00e9ries peuvent communiquer entre elles et se signaler \u00e0 leurs cong\u00e9n\u00e8res.<\/p>\n

Cette communication leur permet de savoir combien d’autres bact\u00e9ries se trouvent dans les parages, et de coordonner si n\u00e9cessaire des comportements collectifs, comme celui de vous attaquer et de vous rendre malade !<\/p>\n

Une bact\u00e9rie luminescente<\/h3>\n

\"Alagain_uc_chile_300\"<\/a>La vie d’une bact\u00e9rie est assez monotone. Son principal but dans la vie, c’est de grossir pour arriver \u00e0 se diviser en deux \u2026 et puis de recommencer ! Mais la bact\u00e9rie marine appel\u00e9e Vibrio fisheri<\/em> a un petit quelque chose en plus.<\/p>\n

En faible quantit\u00e9, ces bact\u00e9ries ne font rien de notable. Mais d\u00e8s que leur nombre atteint un certain seuil, elles s’allument et brillent dans le noir, tout comme les lucioles ! On parle de bioluminescence<\/strong>.<\/p>\n

L’image ci-contre montre une colonie de Vibrio fischeri<\/em> dans un r\u00e9cipient de laboratoire. \u00c9videmment, vous pouvez vous demander \u00e0 quoi cela leur sert de briller la nuit sous l’eau.<\/p>\n

\"OLYMPUS<\/a>Eh bien dans la nature ces bact\u00e9ries vivent en symbiose avec d’autres animaux, comme le petit calamar que l’on voit ci-contre, et qui en abrite une grande quantit\u00e9 dans plusieurs poches de son organisme. Le calamar fournit aux bact\u00e9ries le g\u00eete et le couvert, tandis que les bact\u00e9ries lui fournissent de la lumi\u00e8re<\/strong> !<\/p>\n

Et le calamar se sert de cet \u00e9clairage d’une mani\u00e8re fort astucieuse. Quand il se balade dans les eaux peu profondes par nuit claire, les pr\u00e9dateurs pourraient en principe voir son ombre sur le sol. Mais la lumi\u00e8re projet\u00e9e par les bact\u00e9ries compense cette ombre et le rend ind\u00e9tectable ! \u00c7a n’est pas la cape d’invisibilit\u00e9, mais presque !<\/p>\n

Une affaire de concentration<\/h3>\n

Une caract\u00e9ristique \u00e9tonnante des bact\u00e9ries Vibrio fischeri<\/em>, c’est qu’elles ne produisent pas de la lumi\u00e8re n’importe comment et en permanence, mais seulement quand la colonie a atteint une taille suffisante<\/strong>. Mais comment ces bact\u00e9ries font-elles pour savoir que la taille critique a \u00e9t\u00e9 atteinte ? Eh bien elle communiquent pour se compter ! C’est ce qu’on appelle le quorum sensing<\/strong><\/em> (\u00ab\u00a0d\u00e9tection du quorum\u00a0\u00bb en bon fran\u00e7ais).<\/p>\n

Ce principe d’un comportement collectif synchronis\u00e9 a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert initialement chez Vibrio fischeri<\/em>, mais il existe \u00e9galement chez une large majorit\u00e9 d’esp\u00e8ces. Il fonctionne gr\u00e2ce \u00e0 3 ingr\u00e9dients que l’on retrouve chez ces bact\u00e9ries : un messager chimique, une machine \u00e0 produire ce messager, et un capteur pour le d\u00e9tecter.<\/p>\n

Chez Vibrio fischeri<\/em>, le messager chimique est une petite mol\u00e9cule, l’acylhomoserine lactose<\/strong> (que l’on abr\u00e8gera en AHL) produite par une enzyme appel\u00e9e LuxI. L’AHL est fabriqu\u00e9e en permanence, puis diffuse \u00e0 l’ext\u00e9rieur de la bact\u00e9rie et p\u00e9n\u00e8tre chez ses voisines. Elle sert \u00e0 leur dire : \u00ab\u00a0Eh je suis l\u00e0 !\u00a0\u00bb. On pourrait comparer cette mol\u00e9cule aux ph\u00e9romones de certains animaux.<\/p>\n

Quand la quantit\u00e9 de bact\u00e9ries est suffisamment importante,\u00a0les AHL d\u00e9passent un seuil critique de concentration <\/strong>et se fixent sur un capteur, une autre prot\u00e9ine appel\u00e9e LuxR. Ce sont ces capteurs qui vont ensuite d\u00e9clencher le comportement recherch\u00e9 (pour Vibrio fischeri : briller !) en activant l’expression de certains g\u00e8nes.<\/p>\n

Le principe en est r\u00e9sum\u00e9 sur le sch\u00e9ma ci-dessous :<\/p>\n

\"quorum<\/a><\/p>\n

Il y a un point int\u00e9ressant \u00e0 noter. Quand LuxR d\u00e9tecte les AHL, la prot\u00e9ine d\u00e9clenche un comportement collectif (ici, la luminescence) mais fait une chose en plus : elle stimule LuxI et donc la production d’encore plus d’AHL. On a ainsi un ph\u00e9nom\u00e8ne auto-amplificateur<\/strong> !<\/p>\n

Une vari\u00e9t\u00e9 de comportements<\/h3>\n

Le m\u00e9canisme \u00e0 l’oeuvre dans Vibrio fischeri<\/em> avait \u00e9t\u00e9 d\u00e9crit d\u00e8s les ann\u00e9es 70, mais il a fallut attendre les ann\u00e9es 90 pour r\u00e9aliser qu’il existait chez plusieurs autres bact\u00e9ries. Et toutes ne s’en servent pas pour briller !<\/p>\n

Gr\u00e2ce au quorum sensing, elles peuvent faire efficacement des choses utiles \u00e0 leur survie collective. Il peut s’agir d’actions constructives, comme la production d’un support pour se d\u00e9velopper; mais aussi d’attaques coordonn\u00e9es r\u00e9alis\u00e9es en larguant des toxines de mani\u00e8re synchronis\u00e9e<\/strong>. C’est ce qui a notamment \u00e9t\u00e9 mis en \u00e9vidence chez le Staphylocoque dor\u00e9. A faible concentration, cette bact\u00e9rie reste calme et se d\u00e9veloppe tranquillement. Puis quand elle a atteint un seuil suffisant, elle produit des agents infectieux qui peuvent provoquer chez l’homme des infections alimentaires voire de graves septic\u00e9mies.<\/p>\n

Dans le m\u00eame genre, la bact\u00e9rie appel\u00e9e Pseudomonas aeruginosa<\/em> est responsable d’infections chez les patients atteints de mucoviscidose. Cette bact\u00e9rie se sert du quorum sensing pour d\u00e9clencher la production d’un support, le biofilm<\/strong>, destin\u00e9 \u00e0 aider sa croissance mais qui infecte justement les poumons des malades.<\/p>\n

\"messagers<\/a>Pour \u00e9viter les interf\u00e9rences entre esp\u00e8ces, chaque bact\u00e9rie poss\u00e8de un syst\u00e8me de communication qui lui est propre. Ainsi le messager varie l\u00e9g\u00e8rement d’une esp\u00e8ce \u00e0 l’autre<\/strong>, mais ce sont souvent des variantes proches de l’AHL (voir ci-contre). R\u00e9cemment, il a m\u00eame \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert que certains messagers seraient universels, et permettraient des communications entre diff\u00e9rentes esp\u00e8ces <\/strong>!<\/p>\n

Mine de rien, la mise en \u00e9vidence de ces communications entre les bact\u00e9ries est une petite r\u00e9volution, car elle r\u00e9duit l’\u00e9cart qui existe entre les organismes unicellulaires et multicellulaires. Si une colonie de bact\u00e9rie est capable de coordonner des comportements collectifs, on comprend mieux comment les premiers organismes multicellulaires ont pu \u00e9merger<\/strong>.<\/p>\n

Des possibilit\u00e9s th\u00e9rapeutiques<\/h3>\n

Comme nous l’avons vu, l’action infectieuse de certaines bact\u00e9ries repose directement sur leur capacit\u00e9 \u00e0 communiquer par quorum sensing<\/em>. Et si on pouvait brouiller leurs communications, comme on le ferait avec l’ennemi dans une guerre ?<\/p>\n

Il se trouve que les bact\u00e9ries sont plus malines que nous, et elles y ont d\u00e9j\u00e0 pens\u00e9 ! Puisque diff\u00e9rentes esp\u00e8ces sont parfois en comp\u00e9tition pour la conqu\u00eate des espaces les plus int\u00e9ressants, certaines bact\u00e9ries ont d\u00e9velopp\u00e9 ce qu’on appelle le quorum quenching<\/em><\/strong>. L’id\u00e9e est d’aller perturber les communications des autres esp\u00e8ces, par exemple en allant d\u00e9grader leurs mol\u00e9cules messag\u00e8res.<\/p>\n

\u00c9videmment les chercheurs ont eu l’id\u00e9e d’utiliser ce principe comme un m\u00e9dicament anti-bact\u00e9ries, qui soit une alternative aux antibiotiques.<\/strong> Le principe des antibiotiques, c’est tout simplement de d\u00e9truire les bact\u00e9ries. Mais \u00e7a n’est pas b\u00e9nin, car certaines bact\u00e9ries nous sont n\u00e9cessaires (par exemple pour la digestion). Si on pouvait se contenter de brouiller leurs communications, on pourrait peut \u00eatre r\u00e9duire leur pouvoir infectieux sans pour autant les d\u00e9truire. Cela diminuerait les effets secondaires, et permettrait \u00e9galement d’\u00e9viter le ph\u00e9nom\u00e8ne de r\u00e9sistance aux antibiotiques.<\/p>\n

Pour gagner la guerre contre les bact\u00e9ries, la d\u00e9sinformation est plus puissante que la destruction !<\/p>\n

Billets reli\u00e9s, ici ou ailleurs :
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