La sécrétion de différents polymères de sucre module la multicellularité

Publié par Audrey-Maude Vézina

11 août 2020

( mise à jour : 17 septembre 2020 )

Les recherches du professeur de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) Salim Timo Islam et son étudiant au doctorat, Fares Saïdi, ont récemment démontré que la multicellularité sociale chez la bactérie Myxococcus xanthus, une bactérie qui se réorganise collectivement selon l’environnement où elle se trouve, est modulée par la sécrétion de deux différents polymères de sucres naturels dans des zones séparées de la colonie. Les résultats de leur recherche, menée en collaboration avec une équipe internationale, ont été publiés dans le journal PLOS Biology.

Le professeur Salim Timo Islam effectue des recherches en physiologie bactérienne depuis quatre ans et étudie les interactions des bactéries entre elles, ainsi qu’avec les surfaces sous-jacentes. Avec son étudiant au doctorat, Fares Saïdi, ils s’intéressent essentiellement aux origines de la multicellularité. Plus particulièrement, leurs travaux portent sur les éléments permettant aux cellules de proliférer, de se spécialiser, de communiquer, d’interagir et de se déplacer. Ce sont tous des comportements associés avec la multicellularité, car ils favorisent l’expansion d’une communauté de cellules et la formation des structures complexes.

Leur recherche a permis de caractériser deux molécules responsables de la multicellularité et les zones de production distinctes pour chacun au sein d’une communauté. L’exopolysaccharide (EPS) est davantage produit par les cellules en périphérie de la colonie. La production du deuxième polysaccharide, un nouveau biosurfactant (BPS), est enrichie au centre de la colonie. « Étant donné que les facteurs contribuant au développement des communautés bactériennes restent mal compris, il est très intéressant d’en identifier un autre », rapporte le professeur Islam, spécialiste en biochimie microbienne et copremier auteur de l’étude avec son doctorant Fares Saïdi.

Une bactérie modèle

Les organismes multicellulaires appartiennent au même groupe que les champignons, les animaux et les végétaux. Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont étudié les fondements de cette transition évolutive sur un système plus petit : la bactérie Myxococcus xanthus. Cet organisme a la particularité de pouvoir réorganiser la structure de sa population, lui permettant de réagir à différents signaux environnementaux et même de consommer d’autres bactéries.

En réponse à un environnement qui lui paraît hostile, à la suite d’une carence nutritive par exemple, cette bactérie peut permettre aux éléments de sa population homogène de se spécialiser en trois sous-groupes de cellules. Elles forment ainsi des structures en trois dimensions, visibles à l’œil nu. C’est grâce à cette multicellularité qu’elles parviennent à assurer la survie de sa communauté.

À propos de l’étude


Les chercheurs ont reçu un soutien financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, du Banting Research Foundation, des Instituts de recherche en santé du Canada, de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), de Aix-Marseille Université, de l’Agence nationale de la recherche, du Centre national de la recherche scientifique, du CONACYT of Mexico, et de la National Science Foundation. https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000728