Comme les humains, les bactéries vivent ensemble en communautés, donnant parfois un coup de primary – ou dans le cas des bactéries, un métabolite ou deux – pour aider leurs voisins à prospérer. Comprendre remark les bactéries interagissent est essentiel pour résoudre des problèmes croissants tels que la résistance aux antibiotiques, dans laquelle les bactéries infectieuses forment des défenses pour contrecarrer les médicaments utilisés pour les combattre.



Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université du Delaware ont découvert que les bactéries font in addition que travailler ensemble. Les cellules bactériennes de différentes espèces peuvent se combiner en cellules hybrides uniques en fusionnant leurs parois et membranes cellulaires et en partageant le contenu cellulaire, y compris les protéines et l’acide ribonucléique (ARN), les molécules qui régulent l’expression des gènes et contrôlent le métabolisme cellulaire. En d’autres termes, les organismes échangent du matériel et perdent une partie de leur propre identité dans le processus.

Cette observation sans précédent, rapportée mardi 1er septembre dans mBio, une revue de l’American Culture for Microbiology, a le potentiel de faire la lumière sur des phénomènes inexpliqués affectant la santé humaine, la recherche énergétique, la biotechnologie et moreover encore.



L’équipe de recherche, dirigée par Eleftherios (Terry) Papoutsakis, Chaire Unidel Eugene Du Pont de génie chimique et biomoléculaire, a étudié les interactions entre Clostridium ljungdahlii et C. acetobutylicum. Ces espèces de bactéries travaillent ensemble dans un système syntrophique, produisant des métabolites qui sont mutuellement bénéfiques pour la survie de l’autre.

L’équipe a découvert que C. ljungdahlii envahissait C. acetobutylicum. Les deux organismes combinent des parois cellulaires et des membranes et échangent des protéines et de l’ARN pour previous des cellules hybrides, dont certaines continuent à se diviser et en fait à se différencier dans le programme de sporulation caractéristique.

« Ils mélangent leurs machines pour survivre ou faire du métabolisme, et c’est assez extraordinaire, automobile nous avons toujours supposé que chaque organisme a sa propre identité et sa propre machine », a déclaré Papoutsakis.

Auparavant, les chercheurs ont observé que les bactéries pouvaient échanger du matériel by way of des nanotubes. La combinaison en cellules hybrides était inattendue.

« C’est la première fois que nous montrons cela dans cette bactérie, et c’est aussi un nouveau mécanisme d’échange de matière », a déclaré Kamil Charubin, doctorant en génie chimique et biomoléculaire et leading auteur de l’article.

Bien que ce phénomène de fusion microbienne interspécifique soit maintenant signalé pour la première fois, il est probablement omniprésent dans la mother nature parmi de nombreuses paires de bactéries.

Alors pourquoi les bactéries prennent-elles la peine de fusionner ? La réponse basic est probable parce que ce processus permet aux microbes de partager des devices qui augmenteront leurs chances de survie.

Par exemple, certaines bactéries pathogènes – celles qui peuvent provoquer des maladies – peuvent emprunter des protéines à d’autres bactéries résistantes aux antibiotiques afin de renforcer leur propre résistance. Certaines bactéries peuvent emprunter des equipment à d’autres afin d’échapper à la détection par le système immunitaire. Cela pourrait également aider à expliquer pourquoi certaines bactéries sont difficiles à cultiver ou à se développer à des fins d’étude ou de diagnostic médical. Ces bactéries difficiles à cultiver peuvent se combiner ou travailler avec d’autres micro-organismes et en dépendent pour leur existence au lieu de croître et de se multiplier par elles-mêmes.

Les découvertes de l’équipe peuvent influencer la compréhension de l’évolution de la biologie, car une fois que les espèces bactériennes partagent des equipment, elles peuvent évoluer ensemble au lieu de n’évoluer que d’elles-mêmes, a déclaré Papoutsakis.

« Ces découvertes guideront une nouvelle réflexion non seulement dans le domaine de l’évolution microbienne, mais aussi vers des solutions biotechnologiques qui peuvent bénéficier au soldat », a déclaré le Dr Robert Kokoska, directeur de programme, Army Exploration Business office (ARO), un élément de l’armée américaine. Laboratoire de recherche de l’armée du Commandement de développement des capacités de overcome. « Celles-ci comprennent des études sur la façon dont le microbiome humain façonne la santé humaine et la cognition des soldats et comment les communautés microbiennes peuvent être mieux conçues pour un huge éventail d’avancées, y compris des stratégies de détection biologique fiable sur le terrain, de dépollution des déchets et de nouveaux moyens de biosynthèse. »

Ce travail a été soutenu par le Military Research Place of work (prix n ° W911NF-17-1-0343 et W911NF-19-1-0274) et le Département américain de l’énergie (DE-SC0019155).