Il existe des similitudes frappantes dans la façon dont les bactéries et les humains s’installent dans les colonies

Il existe des similitudes frappantes dans la façon dont les bactéries et les humains s’installent dans les colonies

 

La façon dont les bactéries buccales s’installent dans nos bouches n’est pas sans rappeler comment nous, les humains, nous installons dans nos villes, selon une nouvelle étude.

Il y a une raison pour laquelle les bactéries vivraient en «colonies», et plus nous en apprenons sur la façon dont ces minuscules architectes construisent leurs communautés, plus leur comportement nous semble familier.

 

Une nouvelle étude suivant la façon dont plusieurs colons individuels se développent en microcolonies a trouvé des schémas de croissance et des dynamiques qui reflètent nos propres inclinations urbaines.

“Nous adoptons cette vue” au niveau du satellite “, à la suite de centaines de bactéries distribuées sur une surface depuis leur colonisation initiale jusqu’à la formation de biofilms”, dit Hyun Koo de l’Université de Pennsylvanie.

“Et ce que nous voyons, c’est que, remarquablement, les caractéristiques spatiales et structurelles de leur croissance sont analogues à ce que nous voyons dans l’urbanisation.”

Tout comme dans la nature, les bactéries dans votre bouche vivent dans des structures complexes appelées biofilms. En fait, 99,9% des procaryotes vivent entassés avec des millions d’autres voisins dans l’une de ces colonies.

Les biofilms sont partout, mais s’ils sont sur vos dents, nous les appelons plaque. Ce dépôt dense et collant est difficile à éliminer, protégeant ainsi les microbes résidents des agressions environnementales, comme le dentifrice, la soie dentaire ou même les antibiotiques.

Il s’accumule lorsque plusieurs colons se transforment en microcolonies, mais la manière exacte dont cela se produit reste sous-explorée.

En utilisant la bactérie orale Streptococcus mutans , les chercheurs ont montré que les cellules microbiennes se déposent au hasard et quel que soit le type de surface. Néanmoins, seul un sous-ensemble de colonisateurs commence réellement à se regrouper, élargissant leur portée “en fusionnant les bactéries voisines en microcolonies densément peuplées”.

“Nous pensions que la majorité des bactéries individuelles finiraient par croître”, dit Koo. “Mais le nombre réel était inférieur à 40%, le reste mourant ou étant englouti par la croissance d’autres microcolonies.”

Une fois que les clusters apparaissent, quelque chose de vraiment curieux se produit: ils commencent à interagir les uns avec les autres, se développant et s’organisant en des microcolonies à échelle micrométrique densément peuplées ” superstructure de biofilm.

Ce type de coopération est intéressant, car des études antérieures ont signalé une compétition bactérienne chez d’autres espèces, en particulier en cas de pénurie de nutriments.

Dans ce cas, les nutriments ont seulement eu un impact sur la formation réelle des colonies. Après cela, “les microcolonies individuelles (éloignées ou proches) ont continué de croître sans interruption jusqu’à ce qu’elles fusionnent les unes avec les autres, et les structures fusionnées se sont comportées et se sont développées comme une nouvelle communauté harmonisée”, écrivent les chercheurs .

Ce n’est que lorsque des espèces étrangères plus antagonistes ont été introduites que cela a affecté cette unité apparemment paisible, et la croissance des microcolonies a été réduite.

“Ces communautés (microcolonies) peuvent s’étendre et fusionner entre elles de manière collaborative, sans concurrence entre les communautés adjacentes”, concluent les auteurs .

bacteriaform (Paula et al., Nature Communications, 2020)

C’est le type de croissance qui indique un “comportement commun entre micro-organismes” “, et cela ressemble à l’urbanisation humaine, où certains colons restent statiques, tandis que d’autres se développent en villages qui se développent davantage en microcolonies ou villes densément peuplées, qui fusionnent ensuite en mégapoles microbiennes.

Bien sûr, il y a des limites à cette idée d’urbanisation bactérienne. Les auteurs ne disent pas que les microbes construisent des panneaux de signalisation, des routes et des conduites d’alimentation, mais l’idée générale est la même et elle peut non seulement nous aider à mieux lutter contre les infections, mais elle pourrait également nous aider à construire de manière plus durable .

“C’est une analogie utile, mais elle doit être prise avec un grain de sel”, dit Koo . “Nous ne disons pas que ces bactéries sont anthropomorphes. Mais adopter cette perspective de la croissance du biofilm nous donne une image multidimensionnelle et multidimensionnelle de leur croissance que nous n’avons jamais vue auparavant.”

L’étude a été publiée dans Nature Communications .

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