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Recherchez les cloches s'allument sur les mécanismes moléculaires qui permettent à des bactéries de concurrencer et de déterminer la symbiose

Deux facteurs qui règlent l'expression d'un gène principal exigé par les bactéries luminescentes pour détruire les cellules bactériennes de concurrence ont été recensés. La conclusion, par des chercheurs à l'État de Penn, jette la lumière sur les mécanismes moléculaires qui permettent à différentes souches de bactéries de concurrencer et de déterminer la symbiose dans le calmar hawaïen de queue écourtée. En conséquence, l'étude, qui apparaît en ligne dans le tourillon de la bactériologie, ajoute à notre compréhension de la façon dont le renivellement du microbiome d'un hôte est déterminé, et peut s'appliquer à des microbiomes plus complexes chez l'homme.

Nous essayons de comprendre comment les bactéries agissent l'un sur l'autre entre eux dans le cadre d'une symbiose d'animal-microbe. Avec plusieurs de ces symbioses, la surface du tissu d'hôte devient un écosystème où les cellules de différentes espèces et souches de bactéries agissent l'un sur l'autre et concurrencent pour des moyens. Nous avons su que certaines de ces tensions bactériennes ont la capacité d'attaquer et détruire d'autres tensions, mais nous n'avons pas su ce mécanisme est réglé génétiquement. »

Tim Miyashiro, professeur adjoint des biochimies et de la biologie moléculaire à l'État de Penn et au chef de l'équipe de recherche

Quand les écoutilles d'un calmar de queue écourtée de Hawaïen, les bactéries bioluminescentes dans l'environnement environnant commencent à coloniser les cryptes appelées d'encastrements minuscules dans l'organe léger du calmar. Les bactéries trouvent l'abri et un environnement riche en élément dans les cryptes, où elles produisent une lueur bleue que les chercheurs considèrent des aides pour gêner les calmars nocturnes des prédateurs ci-dessous. Quelques tensions de ce des bactéries, fischeri de vibrio, utilisent un mécanisme aciculaire connu sous le nom de système de sécrétion du type VI (T6SS) pour injecter des toxines dans et pour détruire les cellules bactériennes avoisinantes. Les tensions qui emploient T6SS détruiront des tensions bactériennes susceptibles dans une crypte, alors que ceux sans T6SS peuvent cohabiter avec d'autres tensions.

« Le système du type VI est trouvé dans beaucoup de différentes bactéries, » a dit Kirsten R. Guckes, un chercheur post-doctoral à l'État de Penn et au premier auteur du papier. « On a initialement pensé que cela contribuerait principalement à la virulence des bactéries pathogènes. Par exemple, les cholerae de vibrio, les bactéries qui entraîne le choléra, l'emploie. Mais, nous savons maintenant que les bactéries avantageuses, comme le fischeri de V., emploient également T6SS pour détruire d'autres bactéries. Puisque T6SS est vraisemblablement énergétiquement cher pour que les bactéries produisent, et faire ainsi pourrait nuire la capacité des bactéries de prospérer et de produire la bioluminescence, la compréhension comment les parties du système sont réglées nous aidera à expliquer la relation d'hôte-symbiont et les facteurs qui contribuent à déterminer la symbiose. »

Une composante structurelle principale de T6SS est Hcp, codé pour par deux gènes fonctionellement redondants. L'équipe de recherche a prouvé que l'expression de Hcp dépend de deux facteurs : le facteur sigma alternatif σ54 et la protéine obligatoire VasH d'amplificateur bactérien. Supplémentaire, ils ont montré ce VasH, qui exigé pour que les bactéries détruisent d'autres cellules, règle l'expression de Hcp chez l'hôte, proposant que l'expression de T6SS est soit réglée pendant la symbiose.

« La connaissance que l'environnement de l'hôte peut stimuler le système du type VI propose que le système ait été intégré dans le programme de développement que les bactéries emploient quand elles commencent la symbiose avec le calmar, » a dit Miyashiro. « Ainsi, il s'avère que le système est important pour l'établissement de la symbiose, si ou non d'autres bactéries de concurrence soient présentes. Supplémentaire, nous pouvons nous appliquer ce que nous apprenons dans cette relation relativement simple d'hôte-symbiont à des microbiomes plus complexes comme ceux trouvés dans l'intestin humain et sur notre peau. »

Source:
Journal reference:

Guckes, K.R., et al. (2020) The Bacterial Enhancer Binding Protein VasH Promotes Expression of a Type VI Secretion System in Vibrio fischeri during Symbiosis. Journal of Bacteriology. doi.org/10.1128/JB.00777-19.