(C) Abdul Sheik/Jean-Nicolas Audinot (LCSB/LIST)

Projection 3D de 3 brins composés de cellules bactériennes alignées. Les zone marquées de couleurs d’arc-en-ciel démontrent l’utilisation sélective de ressources par des cellules individuelles.

Une pratique aussi controversée qu’efficace sur les marchés volatils consiste à couvrir les risques. Des positions opposées sont prises au même moment sur deux marchés différents afin de minimiser le risque de perte lié aux fluctuations et de maximiser le profit.

Les découvertes récentes faites par le groupe de recherche ‘Eco-Systems Biology’ du Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) de l’Université de Luxembourg en collaboration avec des chercheurs du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) suggèrent que, dans des écosystèmes comme les stations d’épuration, certains microorganismes qui « réussissent » utilisent la même stratégie pour accumuler des ressources lorsque les conditions environnementales changent rapidement.

Les chercheurs ont publié leurs résultats dans l’article "In situ phenotypic heterogeneity among single cells of the filamentous bacterium Candidatus Microthrix parvicella". 

Utilisation sélective de ressources au sein d’une population

Dans une étude précédente, ce même groupe de chercheurs avait montré qu’une bactérie très abondante dans les stations d’épuration du monde entier, appelée Microthrix parvicella, devait son succès à sa capacité de réguler finement l’expression de ses gènes, en ‘allumant’ et ‘éteignant’ les gènes nécessaires à l’utilisation optimale des ressources, incluant les lipides, les protéines et les sucres.

Maintenant, l’équipe de chercheurs démontre comment ce système de récupération optimale des ressources s’organise au niveau de chaque cellule, en analysant individuellement chaque cellule bactérienne présente dans un filament plutôt que la population globale de cette bactérie présente dans un échantillon.

À leur surprise, l’équipe a trouvé que certaines cellules utilisent des ressources spécifiques alors que d’autres n’en font rien. Cet apparent manque d’uniformité dans la population de Microthrix parvicella est la probable conséquence d’une adaptation stratégique afin de faire face aux conditions environnementales changeantes, comme le sont les fluctuations des marchés volatils. La différence d’appétit de chaque cellule pour diverses ressources reflète un ensemble de paris, qui ont pour but qu’une fraction de la population soit toujours prête aux changements de disponibilité des ressources dans un environnement fluctuant, garantissant ainsi le succès global de l’espèce dans le temps. En d’autres termes, la population de Microthrix parvicella semble utiliser la même stratégie que les ‘hedge funds’ pour accumuler des ressources et garantir le succès de sa population.

Même stratégie pour les bactéries dans l’intestin ?

Cette découverte pourrait avoir des implications dans notre compréhension des mécanismes microbiens face aux changements des conditions environnementales en général. Par exemple, dans l’intestin humain, les populations microbiennes sont constamment sujettes à des alternations de festins et de famines dus à nos habitudes alimentaires.

Comprendre comment les populations bactériennes s’adaptent aux changements de conditions environnementales est donc essentiel pour apprendre à stimuler et favoriser le succès des bactéries bénéfiques à notre santé et qui vivent dans notre intestin.

Auteur: Paul Wimes (LCSB)
Photo © Abdul Sheik/Jean-Nicolas Audinot (LCSB/LIST)L’image montre une projection 3D de 3 brins composés de cellules bactériennes alignées. Les zone marquées de couleurs d’arc-en-ciel démontrent l’utilisation sélective de ressources par des cellules individuelles. Ces images étaient prises réalisées à l’aide d’un microscope spécial nommé NanoSIMS. Plus d’info sur cet instrument ici.

Infobox

Publication

 

Sheik A, Muller E, Audinot J-N, Lebrun L, Grysan P, Wilmes P. 2015. In situ phenotypic heterogeneity among single cells of the filamentous bacterium Candidatus Microthrix parvicella. The ISME Journal, advance online publication, doi: 10.1038/ismej.2015.181. Voici le lien

 

Contact

 

Paul Wilmes, Associate Professor 
Eco-Systems Biology Group (LCSB, University of Luxembourg)

 

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