Étude Révolutionnaire sur l’Infection Bactérienne par les Phages
Depuis plus de cinquante ans, les scientifiques s’intéressent à la manière dont les phages, des virus capables d’infecter et de se multiplier à l’intérieur des bactéries, pénètrent dans les cellules. Une recherche récente menée par des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign et de l’Université Texas A&M a utilisé des techniques de pointe pour examiner ce processus au niveau d’une cellule unique.
Une Révélation dans le Domaine de la Biologie des Phages
Ido Golding, professeur de physique, a déclaré : « Le domaine de la biologie des phages a connu une croissance exponentielle au cours de la dernière décennie, car de plus en plus de chercheurs prennent conscience de l’importance des phages dans l’écologie, l’évolution et la biotechnologie. Ce travail est unique car nous avons étudié l’infection par les phages au niveau des cellules bactériennes individuelles. »
Le Mécanisme d’Infection des Phages
L’infection par un phage commence par l’attachement du virus à la surface d’une bactérie. Ensuite, le virus injecte son matériel génétique dans la cellule. Une fois à l’intérieur, un phage peut soit forcer la cellule à produire davantage de phages, entraînant ainsi la lyse cellulaire, soit intégrer son génome dans celui de la bactérie et rester en sommeil, un processus connu sous le nom de lysogénie. Le résultat de cette infection dépend du nombre de phages qui infectent simultanément la cellule : un seul phage provoque la lyse, tandis qu’une infection par plusieurs phages conduit à la lysogénie.
Une Étude Surprenante sur l’Injection Génétique
Dans cette étude, les chercheurs ont cherché à déterminer si le nombre de phages infectieux se liant à la surface bactérienne était proportionnel à la quantité de matériel génétique viral injecté dans la cellule. Pour ce faire, ils ont marqué de manière fluorescente à la fois la coque protéique des phages et le matériel génétique à l’intérieur. Ils ont ensuite cultivé Escherichia coli, utilisé différentes concentrations de phages infectieux et suivi combien d’entre eux réussissaient à injecter leur matériel génétique dans E. coli.
Golding a ajouté : « Nous savons depuis les années 70 que lorsque plusieurs phages infectent la même cellule, cela influence le résultat de l’infection. Dans cet article, nous avons pu effectuer des mesures précises, sans précédent dans les études précédentes. »
Impact des Phages Co-infectants
Les chercheurs ont été étonnés de découvrir que l’entrée du matériel génétique d’un phage pouvait être entravée par d’autres phages co-infectants. Ils ont constaté que lorsque plusieurs phages étaient attachés à la surface de la cellule, relativement moins d’entre eux parvenaient à pénétrer.
« Nos données montrent que la première étape de l’infection, l’entrée du phage, est un moment crucial qui a été sous-estimé jusqu’à présent, » a déclaré Golding. « Nous avons découvert que les phages co-infectants entravaient l’entrée des autres en perturbant l’électrophysiologie de la cellule. »
Électrophysiologie Bactérienne et Résistance aux Antibiotiques
La couche externe des bactéries gère en permanence le mouvement des électrons et des ions, essentiels pour la production d’énergie et la transmission de signaux à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. Au cours de la dernière décennie, les chercheurs ont commencé à réaliser l’importance de cette électrophysiologie dans d’autres phénomènes bactériens, y compris la résistance aux antibiotiques. Cette étude ouvre de nouvelles perspectives de recherche sur l’électrophysiologie bactérienne et son rôle dans la biologie des phages.
Perspectives Futures et Améliorations Méthodologiques
Golding a souligné : « En influençant le nombre de phages qui pénètrent réellement, ces perturbations affectent le choix entre la lyse et la lysogénie. Notre étude montre également que l’entrée peut être influencée par des conditions environnementales telles que la concentration de divers ions. »
Le groupe de recherche souhaite perfectionner ses techniques pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires de l’entrée des phages. « Bien que la résolution de nos techniques soit satisfaisante, ce qui se passe au niveau moléculaire reste en grande partie invisible pour nous, » a-t-il ajouté. « Nous envisageons d’utiliser le système Minflux à l’Institut Carl R. Woese pour la biologie génomique. L’objectif est d’examiner le même processus mais avec une méthode expérimentale améliorée. Nous espérons que cela nous aidera à découvrir de nouvelles facettes de la biologie. »
