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Parutions

 

A l’attaque ! Assemblage et structure d’une meurtrière bactérienne

 

Certaines bactéries sont armées d’un système qui fonctionne comme une arbalète et qui leur permet d’éliminer les autres microbes avec lesquelles elles sont en compétition au sein de leur niche écologique. L’équipe d’Eric Cascales au Laboratoire d’ingénierie des systèmes macromoléculaires, en collaboration avec l’équipe de Christian Cambillau au Laboratoire architecture et fonction des macromolécules biologiques et Rémi Fronzes à l’Institut Pasteur, révèle la structure et la voie d’assemblage du complexe membranaire ancrant l’arbalète et guidant sa flèche vers la bactérie cible. Cette étude est publiée dans la revue Nature.

Dans l’environnement ou dans le corps humain, les bactéries ne vivent pas seules. Elles sont en contact avec d’autres populations bactériennes, des organismes unicellulaires ou des cellules eucaryotes. Pour mieux coloniser l’environnement, les bactéries ont développé des mécanismes de collaboration, d’échange d’informations et de nutriments, mais également des mécanismes antagonistes pour pouvoir éliminer les autres espèces bactériennes et faciliter leur accès aux ressources. Parmi ceux mis en jeu pour tuer les autres bactéries, le plus efficace est le système de sécrétion de Type VI, composé d’une structure contractile qui fonctionne à l’instar d’une micro-arbalète. Une flèche se terminant par une pointe recouverte de toxines est entourée par un fourreau agissant comme un ressort dont la contraction propulse la flèche en direction de la bactérie cible pour la tuer. Cette structure synthétisée dans la cellule prédatrice est ancrée à sa membrane par un complexe membranaire.

Orientés vers la compréhension de l’assemblage et du mécanisme d’action de cette nano-machine sophistiquée, les travaux de l’équipe d’Eric Cascales au Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires, ont permis d’identifier et de caractériser, au cours des dernières années, le complexe membranaire permettant d’ancrer l’arbalète. Dans cette nouvelle étude, les chercheurs, en collaboration avec les équipes de Christian Cambillau au Laboratoire Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques à Marseille et Rémi Fronzes à l’Institut Pasteur à Paris, ont pu définir la voie d’assemblage précise de ce complexe membranaire et obtenir une image de sa structure par microscopie électronique. Ces travaux permettent non seulement de savoir comment s’assemble cette structure et à quoi elle ressemble, mais ils apportent également des informations concernant son mode de fonctionnement. En effet, des modifications du complexe sont observables lorsque l’arbalète est en action et il est désormais clair que ce complexe ancre non seulement l’arbalète à la membrane de la bactérie prédatrice mais sert également de meurtrière pour le passage de la flèche et empêcher qu’elle ne crée des dommages dans la cellule attaquante.

 

Figure : (A) Localisation et dynamique du système de sécrétion de Type VI chez la bactérie Escherichia coli entero-agrégatif (une image prise toutes les 10 sec). L’une des protéines du complexe membranaire (la meurtrière) est visualisée en vert tandis que le fourreau (l’arbalète) est visualisé en rouge. Le complexe membranaire se positionne en premier et permet l’assemblage de l’arbalète. (B) Image du complexe membranaire purifié par microscopie électronique après coloration négative. (C, D, E) Reconstruction de la structure du complexe membranaire (C, vue de profil; D, vue du dessus; E, vue du dessous). (F) Représentation schématique du complexe membranaire qui forme le canal pour le passage de la flèche.

© Eric Cascales. Rémi Fronzes. Christian Cambillau. Nature publishing group.


 

En savoir plus

  • Biogenesis and Structure of a Type VI secretion membrane core complex
    Eric Durand, Van Son Nguyen, Abdelrahim Zoued, Laureen Logger, Gérard Péhau-Arnaudet, Marie-Stéphanie Aschtgen, Silvia Spinelli, Aline Desmyter, Benjamin Bardiaux, Annick Dujeancourt, Alain Roussel, Christian Cambillau, Eric Cascales, Rémi Fronzes.
    Nature. (2015). doi:10.1038/nature14667


Contact chercheurs

  • Eric Cascales

    Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires
    CNRS UMR 7255, Université Aix-Marseille
    31 Chemin Joseph Aiguier
    13402 Marseille Cedex 20

    Tél : 04 91 16 46 63

     

  • Christian Cambillau

    Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques
    CNRS UMR 7527, Université Aix-Marseille
    Campus de Luminy
    CASE 932
    163 Avenue de Luminy
    13288 Marseille Cedex 09

    Tel: 04 91 82 55 90

     

  • Rémi Fronzes

    Biologie structurale des processus cellulaires et maladies infectieuses
    G5 Biologie Structurale de la Sécrétion Bactérienne
    CNRS UMR 3528, Institut Pasteur
    28 rue du Dr. Roux
    75724 Paris Cedex 15

    Tél : 01 45 68 88 64


     

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