Marie Leroy
Les patescibactéries sont un groupe de microbes minuscules et déroutants dont la manière de rester en vie est difficile à comprendre. Les scientifiques ne peuvent en cultiver que quelques kinds, mais ces bactéries constituent un groupe diversifié que l’on trouve dans de nombreux environnements.
Les quelques varieties de patescibactéries que les chercheurs peuvent cultiver en laboratoire résident sur la surface cellulaire d’un autre microbe hôte furthermore gros. Les patescibactéries ne possèdent généralement pas les gènes nécessaires à la fabrication de nombreuses molécules nécessaires à la vie, telles que les acides aminés qui composent les protéines, les acides gras qui forment les membranes et les nucléotides de l’ADN. Cela a conduit les chercheurs à supposer que nombre d’entre eux dépendent d’autres bactéries pour se développer.
Dans une étude publiée le 7 septembre dans Mobile, les chercheurs présentent le leading aperçu des mécanismes moléculaires à l’origine du mode de vie inhabituel des Patescibacteria. Cette percée a été rendue probable par la découverte d’un moyen de manipuler génétiquement ces bactéries, une avancée qui a ouvert un monde de nouvelles orientations de recherche possibles.
“Bien que la métagénomique puisse nous dire quels microbes vivent sur et dans notre corps, les séquences d’ADN à elles seules ne nous donnent pas un aperçu de leurs activités bénéfiques ou néfastes, en particulier pour les organismes qui n’ont jamais été caractérisés auparavant”, a déclaré Nitin S. Baliga de l’Institut. pour Process Biology à Seattle, qui a contribué à l’étude à de nombreuses analyses informatiques et systémiques.
“La capacité de perturber génétiquement les Patescibactéries ouvre la possibilité d’appliquer une puissante analyse systémique pour caractériser rapidement la biologie unique des épibiontes obligatoires”, a-t-il ajouté, en référence aux organismes qui doivent vivre sur un autre organisme pour survivre.
Les équipes à l’origine de l’étude, dirigées par le laboratoire de Joseph Mougous du département de microbiologie de la faculté de médecine de l’université de Washington et du Howard Hughes Medical Institute, se sont intéressées aux patescibactéries pour plusieurs raisons.
Elles font partie des nombreuses bactéries mal contains dont les séquences d’ADN apparaissent dans les analyses génétiques à grande échelle des génomes trouvés dans des communautés microbiennes riches en espèces provenant de sources environnementales. Ce matériel génétique est appelé « matière noire microbienne » car on sait peu de choses sur les fonctions qu’il code.
Selon l’article de Cell, la matière noire microbienne est inclined de contenir des informations sur les voies biochimiques ayant des purposes potentielles en biotechnologie. Il contient également des indices sur les activités moléculaires qui soutiennent un écosystème microbien, ainsi que sur la biologie cellulaire des diverses espèces microbiennes rassemblées dans ce système.
Le groupe de Patescibactéries analysé dans cette dernière recherche appartient aux Saccharibactéries. Ceux-ci vivent dans divers environnements terrestres et aquatiques, mais sont surtout connus pour habiter la bouche humaine. Ils font partie du microbiome buccal humain au moins depuis le Moyen Âge de Pierre et sont liés à la santé bucco-dentaire humaine.
Dans la bouche humaine, les Saccharibactéries ont besoin de la compagnie des Actinobactéries, qui leur servent d’hôtes. Pour mieux comprendre les mécanismes utilisés par les Saccharibacteria pour établir des relations avec leurs hôtes, les chercheurs ont utilisé la manipulation génétique pour identifier tous les gènes essentiels à la croissance d’une Saccharibacterium.
“Nous sommes extrêmement enthousiastes à l’idée d’avoir ce leading aperçu des fonctions des gènes inhabituels que ces bactéries abritent”, a déclaré Mougous, professeur de microbiologie. “En concentrant nos futures études sur ces gènes, nous espérons percer le mystère de la façon dont les Saccharibacteria exploitent les bactéries hôtes pour leur croissance.”
Les facteurs possibles d’interaction avec l’hôte découverts dans l’étude comprennent les buildings de surface cellulaire qui peuvent aider les saccharibactéries à s’attacher aux cellules hôtes et un système de sécrétion spécialisé qui pourrait être utilisé pour transporter les nutriments.
Une autre software des travaux des auteurs était la génération de cellules de Saccharibacteria qui expriment des protéines fluorescentes. Avec ces cellules, les chercheurs ont réalisé une imagerie fluorescente microscopique accélérée de saccharibactéries se développant avec leurs bactéries hôtes.
“L’imagerie accélérée des cultures de cellules hôtes de Saccharibacteria a révélé une complexité surprenante dans le cycle de vie de ces bactéries inhabituelles”, a noté S. Brook Peterson, scientifique principal au laboratoire de Mougous.
Les chercheurs ont rapporté que certaines saccharibactéries servent de cellules mères en adhérant à la cellule hôte et en bourgeonnant à plusieurs reprises pour générer une petite progéniture en essaim. Ces petits partent à la recherche de nouvelles cellules hôtes. Une partie de la descendance est à son tour devenue des cellules mères, tandis que d’autres semblaient interagir de manière improductive avec un hôte.
Les chercheurs pensent que des études supplémentaires sur la manipulation génétique ouvriront la porte à une compréhension in addition big des rôles de ce qu’ils ont décrit comme « les riches réserves de matière noire microbienne que contiennent ces organismes » et pourraient potentiellement découvrir des mécanismes biologiques encore inimaginés.
Cette étude interdisciplinaire et collaborative a été favorisée par le Centre des interactions microbiennes et du microbiome nouvellement créé (appelé par son acronyme mim_c), dirigé par Mougous. La mission de mim_c est de réduire les obstructions aux études de recherche sur le microbiome et de faire progresser les collaborations grâce à des liens entre chercheurs partageant les mêmes idées et issus de toutes les disciplines. Ici, mim_c a été le catalyseur qui a rejoint le laboratoire Mougous avec l’expert en microbiome oral Jeffrey McClean du département de parodontie de l’UW College of Dentistry.
Les auteurs principaux de cette étude étaient Yaxi Wang et Larry A. Gallagher du département de microbiologie de l’UW. Les auteurs principaux étaient Baliga, Peterson et Mougous. Les biochimistes Qian Cong de l’Université du Texas Sud-Ouest, David Baker et d’autres chercheurs de l’UW Drugs Institute for Protein Style and design ont également contribué aux travaux, aux côtés de McClean.
Mougous et Baker sont des enquêteurs du Howard Hughes Health-related Institute. Mougous est titulaire de la chaire Lynn M. et Michael D. Garvey Endowed à l’Université de Washington.
L’étude a été financée par des subventions des National Institutes of Wellness (RO1AI128215, RO1AI141953 et R01DE023810), de la National Science Basis (MCB-2105570, IIBR -2042948, IOS-2050550, de l’Agence de réduction des menaces de défense du ministère de la Défense (HDTRAA1-21-1). -007), Fondation Invoice & Melinda Gates (OPP1156262), Fondation Welch, (I-2095-20220331).
