La protéine MotB (verte) est ancrée à la paroi cellulaire et est entourée de protéines MotA (orange), qui, lors de la dispersion de la force motrice ionique, tourne autour de MotB. La rotation de MotA entraîne à son tour la rotation du gros moteur bactérien. Image modèle de Dan W. Nowakowski, N Molecular Systems, Inc.
«Un moteur à protéines minuscules alimente le mouvement bactérien», source communiqué de la Faculty of Health and Medical Sciences de l’Université de Copenhague.
La capacité de se déplacer est essentielle pour que des bactéries comme certaines souches de salmonelles et de E. coli afin de propager efficacement les infections. Elles peuvent se propulser vers l'avant à l'aide de fils, appelés flagelles, alimentés par le moteur rotatif flagellaire. Mais la façon dont ce moteur rotatif est alimenté reste un mystère parmi les scientifiques. Désormais, des chercheurs de l'UCPH montrent que le moteur flagellaire bactérien est alimenté par un autre moteur rotatif encore plus petit.
Il y a des milliards de bactéries autour de nous et dans notre corps, dont la plupart sont inoffensives voire même utiles. Mais certaines bactéries telles que E. coli et Salmonella peuvent provoquer des infections. La capacité de nager peut aider les bactéries à rechercher des nutriments ou à coloniser des parties du corps et provoquer une infection. Des chercheurs de la Faculté de la santé et des sciences médicales de l'Université de Copenhague ont maintenant fourni des informations fondamentales sur la façon dont ce mouvement bactérien est alimenté, résolvant un mystère d'un an dans le domaine.
« De nombreuses bactéries peuvent se déplacer ou nager, car elles ont de longs fils, également appelés flagelles, qu’elles peuvent utiliser pour se propulser vers l’avant. Elles font cela en faisant tourner ces fils. La rotation est alimentée par un moteur rotatif, qui est à nouveau alimenté par un complexe protéique connu sous le nom d'unité stator. Tout cela est bien connu dans notre domaine. Ce que nous montrons maintenant, c’est comment cette unité de stator alimente le moteur, ce qui a été un mystère jusqu’à présent », a dit le professeur et chef de groupe Nicholas Taylor, Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research.
De manière assez surprenante, l'équipe montre que le stator lui-même est en fait également un minuscule moteur rotatif. Ce petit moteur alimente le gros moteur, ce qui fait tourner les fils, provoquant le déplacement des bactéries. Les résultats contredisent les théories existantes sur le mécanisme de l'unité statorique, et ces nouvelles connaissances pourraient être utiles dans la lutte contre les maladies bactériennes.
« La plupart des chercheurs, y compris nous-mêmes, pensaient en fait que le mécanisme technique et l’architecture du stator étaient très différents de ce que notre étude montre. Connaître la composition et la fonction réelles de cet appareil ouvre la voie à des fins thérapeutiques. Lorsque nous savons ce qui fait bouger les bactéries, nous pourrions également être en mesure d’inhiber ce mouvement et de l’empêcher ainsi de se propager », a dit Nicholas Taylor.
« Le moteur est constitué de deux protéines: MotA et MotB. La protéine MotB est ancrée à la paroi cellulaire et est entourée de protéines MotA qui, lors de la dispersion de la force motrice ionique, tourne autour de MotB. La rotation de MotA entraîne à son tour la rotation du gros moteur bactérien », explique Nicholas Taylor.
« De plus, notre modèle montre comment le stator peut entraîner la rotation du moteur flagellaire bactérien dans les deux sens, ce qui est crucial pour que les bactéries changent de direction de nage. Sans changement de direction, les bactéries ne pourraient nager que dans une seule direction. »
La prochaine étape pour le groupe est de savoir s'il est possible d'inhiber les unités statoriques à l'aide de composés chimiques, qui pourraient avoir des effets antibiotiques.
L’étude, ‘Structure and function of stator unit of the bacterial flagellar motor’ a été publiée dans Cell.
