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La « mécanique » de la division des bactéries expliquée

Des bactéries au microscope.

Les bactéries sont des organismes unicellulaires microscopiques.

Photo : iStock

Radio-Canada

Avant qu’une bactérie se divise, on observe une accumulation de stress mécanique dans la paroi cellulaire, à l’endroit même où elle va se séparer, ont découvert des scientifiques suisses.

Les bactéries sont parmi les premières formes de vies à être apparues à la surface de la Terre. Il en existe des milliers de types différents qui vivent dans tous les environnements, des profondeurs de la Terre aux plus hautes couches de son atmosphère. Elles peuplent aussi le corps humain où leur présence est habituellement  bénéfique.  Mais elles peuvent aussi causer des cancers, des problèmes cardiaques, et des maladies infectieuses graves telles que la tuberculose, qui tue annuellement plus de 1,5 million de personnes.

La bactérie de la tuberculose.

La bactérie Mycobacterium tuberculosis est très contagieuse.

Photo : iStock

Repères

  • Les bactéries sont des organismes unicellulaires microscopiques;
  • Elles présentent une forme allongée;
  • Elles se reproduisent de façon asexuée par division;
  • Dans un premier temps, leur matériel génétique est dupliqué;
  • Ensuite, la bactérie s'allonge, se contracte en son milieu et se divise;
  • De ce processus naissent deux cellules filles identiques à la cellule mère.

Les travaux

Dans leurs travaux, les microbiologistes John McKinney, Georg Fantner et leurs collègues de l’École polytechnique fédérale de Lausanne ont étudié des bactéries très semblables à l’agent pathogène humain à l’origine de la tuberculose.

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs suisses ont mis au point un instrument qui combine deux types de microscopies; l’une permet de visualiser et l’autre de manipuler des cellules à l’échelle de molécules.

Les données obtenues ont montré que la division d’une cellule de mycobactérie nécessite des forces mécaniques en plus des molécules de division (enzymes) précédemment identifiées.

Principaux constats :

  1. On observe une accumulation progressive de stress mécanique dans la paroi cellulaire avant sa division, à l’endroit même où elle va se séparer.
  2. Cette accumulation aboutit à une division en deux nouvelles cellules en l’espace de millisecondes.

Fait particulier, lorsque les chercheurs ont appuyé physiquement sur les bactéries avec une microaiguille, ils ont provoqué une division cellulaire instantanée et prématurée.

Cette expérience prouve que la physique est essentielle à cet important processus biologique.

Georg Fantner

Ces travaux montrent donc que le processus habituel de division cellulaire bactérienne opéré par des enzymes peut être contourné en appuyant avec une aiguille à l’endroit de la division naissante.

Notre travail montre que les enzymes biologiques et les forces mécaniques « collaborent » pour entraîner la séparation de cellules filles lors de la division cellulaire bactérienne, conclut M. McKinney.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Nature Physics (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Médecine

Science