Contexte de la réalisation

« Comment la forme d’une cellule est-elle déterminée ? » est une des questions fondamentales de la biologie cellulaire. Pendant des décennies, on a pensé que la paroi rigide qui enveloppe les cellules bactériennes (procaryotes) était le seul déterminant de leur forme. Il était donc admis que les cellules procaryotes n’avaient pas de cytosquelette. Il y a cinq ans, Rut Carballido-López1 et ses collègues ont montré qu’il existe, chez les bactéries aussi, un cytosquelette d’actine. En découvrant MreB, l’ancêtre bactérien de l’actine, ces travaux ont révolutionné l’approche scientifique sur l’architecture de la cellule bactérienne et sur l’origine et l’évolution du cytosquelette.

Résultats

En collaboration avec des chercheurs de l’Université d’Oxford (GB), les chercheurs de l’INRA de Jouy-en-Josas ont caractérisé le rôle d’un des homologues de l’actine, MreBH, dans la détermination de la forme chez la bactérie modèle Bacillus subtilis. Par une combinaison d’approches génomiques, génétiques, biochimiques et de cytologie moléculaire (en particulier microscopie à fluorescence), ils ont montré que MreBH contrôle l’hydrolyse de la paroi bactérienne, et ceci en dirigeant une enzyme particulière, LytE, vers des zones spécifiques de la paroi.
Les chercheurs ont également montré que les trois homologues de l’actine de B. subtilis (MreB, Mbl et MreBH) sont localisés dans la même structure hélicoïdale le long de la cellule. Deux de ces protéines, Mbl et probablement MreB, sont impliquées dans la synthèse de la paroi cellulaire, tandis que MreBH est impliquée dans son hydrolyse. Le modèle proposé suggère que la localisation spatiale de ces processus est déterminée par les filaments hélicoïdaux des actines et que leur coordination contrôle la forme bactérienne. Le cytosquelette bactérien interne est donc responsable de la forme des cellules, en contrôlant la géométrie de leur paroi externe.

Perspectives, impact à terme

La compréhension du rôle du cytosquelette bactérien n’en est qu’à ses débutes et pose de nombreuses questions en terme de fonctionnement et de conservation dans d’autres espèces bactériennes. Par analogie avec le cytosquelette eucaryote, cette machinerie pourrait être une cible de choix pour développer de nouveaux agents qui entraveraient son fonctionnement et permettraient de lutter contre les pathogènes.

Partenaires

Northern Institute for Cancer Research, University of Newcastle upon Tyne, Newcastle upon Tyne NE2 4HH, UK

Bibliographie

Carballido-López, R., Formstone, A., Li Y., Ehrlich, S.D., Noirot P. and Errington J.(2006) Actin Homolog MreBH Governs Cell Morphogenesis by Localization of the Cell Wall Hydrolase LytE.
Dev. Cell 11: 399-409

Contacts

Rut Carballido-López (rut.carballido-lopez@jouy.inra.fr)
tél. : 01 34 65 25 34
mél. : Philippe Noirot (philippe.noirot@jouy.inra.fr)
tél. : 01 34 65 25 14
UR895 Génétique Microbienne
Centre de Jouy en Josas
INRA, Domaine de Vivert
78352 Jouy-en-Josas Cedex.


Visualisation des filaments hélicoïdaux de l'actine bactérienne chez Bacillus subtilis (microscopie à fluorescence) Fourni par R Carballido-Lopez