Afin de se débarrasser des concurrents désagréables, certaines bactéries utilisent un fusil à harpon de taille nanométrique. Des chercheurs du Biozentrum de l'Université de Bâle ont acquis de nouvelles connaissances sur la construction, mode d'action et le recyclage de cette arme. Comme ils le rapportent dans le journal Microbiologie naturelle , le fusil perce un trou dans les cellules voisines en quelques millièmes de seconde et injecte un cocktail de toxines.

Des millions de minuscules microbes sur les feuilles, pierres ou notre peau se bousculent pour l'espace. Et presque partout, ils doivent rivaliser pour les ressources et les nutriments. Au cours de l'évolution, certaines bactéries ont donc développé une arme pour injecter un cocktail toxique chez les concurrents et rivaux, les éliminant ainsi. Cette arme, ressemblant à un fusil de chasse, est appelé système de sécrétion de type VI (T6SS).

Il y a deux ans, Le professeur Marek Basler a déterminé la structure atomique de l'arbalète dans l'état "post-tir". Dans l'étude actuelle, son équipe a résolu la structure de l'arbalète "prêt à tirer". Sur la base de ces constatations, les chercheurs ont modélisé le fonctionnement de l'arbalète T6SS. Il est composé de composants dont une gaine et une lance à pointe acérée. La gaine se compose de plus de 200 connectés, anneaux de protéines en forme de roue dentée qui sont assemblés autour de la lance rigide intérieure. Lorsque le T6SS se déclenche, la gaine se contracte rapidement et pousse la lance toxique hors de la cellule, qui peut alors pénétrer dans les cellules voisines où il libère des toxines mortelles. "Jusque là, il n'y a eu que des hypothèses sur la façon dont la structure de la gaine T6SS change pendant la contraction, " dit Basler. " En utilisant la microscopie cryoélectronique disponible au C-CINA, nous avons maintenant obtenu une image de la lance et de la gaine étendue en résolution atomique."

En comparant les structures des états étendu et contracté, les chercheurs ont modélisé en détail le fonctionnement du T6SS. "Pendant la contraction de la gaine, sonnerie après sonnerie tourne et se rapproche de la sonnerie précédente, tandis que le diamètre de l'anneau s'élargit et libère ainsi la lance, " explique Basler. " Cette combinaison de rétrécissement et de retournement de la gaine entraîne le forage d'un trou dans les cellules cibles. En moins de deux millisecondes, la gaine T6SS se contracte sur la moitié de sa longueur et en même temps, la lance toxique sort en spirale comme une vis. Par conséquent, les bactéries ont une perceuse extrêmement puissante."

Après le tir du T6SS, les bactéries réutilisent les composants individuels de la gaine pour assembler une nouvelle arbalète. "Pendant longtemps, il n'était pas clair pourquoi seule la gaine contractée est démontée, mais la gaine étendue n'est pas, " dit Basler. " Maintenant, nous avons pu voir qu'un certain domaine protéique est exposé à la surface de la gaine lors de la contraction et peut être reconnu par une protéine spécifique responsable du démantèlement de la gaine. A l'état de gaine étendue, ce domaine est caché, et la gaine T6SS est donc protégée du démontage."

Les chercheurs continueront à étudier l'arbalète. "L'un de nos projets est consacré à la question de savoir comment le T6SS est intégré dans l'enveloppe cellulaire bactérienne. Comme le fusil de chasse est tiré avec une force si élevée, il doit être solidement ancré, sinon, le tir ne fonctionnerait pas correctement, ou pourraient même tuer les bactéries porteuses d'armes elles-mêmes."