Un mystère microbiologique sur la façon dont une bactérie pourrait en envahir une autre et se développer à l'intérieur sans casser l'autre bactérie instantanément a été mis en lumière par des scientifiques de l'Université de Nottingham et de l'Université de l'Indiana.

Les scientifiques de Nottingham étudient la bactérie prédatrice envahissante Bdellovibrio bacteriovorus comme thérapeutique potentielle pour tuer les bactéries pathogènes résistantes aux antibiotiques. Les scientifiques de l'Indiana étudient de quoi sont faites les structures cellulaires bactériennes et comment elles sont construites. Pour ce faire, ils ont développé et utilisé des acides aminés fluorescents D (FDAA) – des substituts colorés aux substances naturelles présentes dans les parois cellulaires bactériennes. Ceci a été combiné avec une microscopie à super-résolution avec un grand effet dans un nouvel article publié aujourd'hui dans Microbiologie naturelle .

Les équipes ont uni leurs forces et découvert que la bactérie envahissante Bdellovibrio forme un minuscule « hublot » moléculaire renforcé dans la paroi de la bactérie hôte, passe à travers cela et le scelle ensuite de l'intérieur. Ce processus est comme couper et souder un hublot sur un navire, mais à l'échelle moléculaire.

Le professeur Liz Sockett de l'Université de Nottingham a déclaré :« Les bactéries envahies sont 100 millions de fois plus courtes qu'un navire comme le Queen Mary 2, et les bactéries envahissantes sont 500 millions de fois plus étroites. Les matériaux utilisés pour la soudure ne sont pas du métal bien entendu, mais sont des acides aminés D naturels. Ce sont des formes d'image miroir des acides aminés 'L' trouvés dans les protéines des aliments et de notre corps.

« Nous avons découvert un deuxième processus dans lequel les bactéries envahissantes « plâtrent » efficacement l'intérieur de la bactérie qu'elles envahissent, à nouveau en utilisant les acides aminés D. Cela fait de l'intérieur de la bactérie une maison plus renforcée pour que le Bdellovibrio puisse vivre à l'intérieur. Ceci est important car un article précédent a montré que les parois bactériennes envahies sont initialement arrondies et affaiblies au début du processus d'invasion."

Erkin Kuru, doctorant à l'époque, suggéré à Liz lors d'une visite de conférence en Indiana, qu'elle utilise des FDAA colorés pour étiqueter les deux bactéries différentes en tant que prédateurs attaqués. Ajout d'une nouvelle couleur au début de l'invasion et plus tard au fur et à mesure qu'elle progressait, remplacé les acides aminés naturels utilisés et a jeté une nouvelle lumière colorée sur le fonctionnement de la prédation.

Les FDAA ont montré ce qui se passait à chaque étape et ont donné à l'équipe un « moment eurêka » lorsqu'ils ont vu que les bactéries prédatrices faisaient un « hublot » avec un pore central entouré d'un anneau de renforcement contenant des acides aminés D. Bdellovibrio se presse à travers ce pore et le remplit avec plus de matériel contenant des acides aminés D afin que les bactéries envahies n'éclatent pas et que tout le contenu de leurs cellules internes puisse être mangé en privé par les prédateurs sans fuir vers l'extérieur.

Au fur et à mesure que cela se produit, les bactéries prédatrices ajoutent plus de FDAA tout autour de la paroi de la bactérie envahie, pas seulement à l'anneau de hublot. Dans les conditions expérimentales, les bactéries prédatrices ont « peint » cette FDAA colorée, plutôt comme une « fresque » à l'échelle moléculaire, aux parois de la bactérie envahie dans un processus qui renforce la paroi de la bactérie envahie afin qu'elle ne s'effondre pas avant que le prédateur n'ait mangé le contenu nutritionnel à l'intérieur. Le Dr Carey Lambert de Nottingham a rejoint le projet et a pu trouver certains des «outils» qui appliquent les fresques – il s'agit d'un groupe d'enzymes qui ont été peu étudiés jusqu'à récemment.

Le professeur Sockett conclut :« Il est remarquable de voir cela en action à une échelle aussi petite et aussi utile. En savoir plus sur les mécanismes utilisés par les bactéries prédatrices envahissantes pourrait aider à concevoir de nouvelles façons de tuer les agents pathogènes. Maintenant que les processus d'invasion ont été définis il devrait être possible de rassembler tous les outils nécessaires pour envahir et consommer des bactéries pathogènes sans libérer de grandes quantités de leur matériel cellulaire pathogène par leur éclatement. »