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MapZ : Une balise moléculaire signalant le centre de la cellule bactérienne

L’équipe de Christophe Grangeasse du laboratoire Bases moléculaires et structurales des systèmes infectieux, en collaboration avec trois autres équipes, anglaise, américaine et allemande, met en évidence la diversité des mécanismes de la division cellulaire chez les bactéries en révélant un processus complétement inédit de positionnement de la machinerie de division au centre de la cellule. Ces travaux publiés dans la revue Nature ouvrent la voie à de nouvelles approches dans la lutte contre les infections bactériennes.

Chez la plupart des bactéries, la division cellulaire est réalisée par une fission binaire qui assure que les deux cellules filles possèdent chacune une copie identique du matériel génétique. Une étape cruciale de ce processus concerne donc l’identification du site de division et la mise en place des protéines de la machinerie de division (divisome) au centre de la cellule mère.

La mise en place du divisome débute avec le positionnement d’une protéine particulière, appelée FtsZ. A ce jour, deux systèmes ont été caractérisés, min et NO, qui contribuent au placement de la protéine FtsZ au site de division. Ces deux systèmes sont dits de « régulation négative”. En effet, ils excluent la protéine FtsZ des extrémités de la bactérie et empêchent ainsi le positionnement de FtsZ ailleurs qu’au centre de la cellule. Néanmoins, de nombreuses bactéries ne possèdent pas les gènes permettant la mise en place des systèmes de régulation min et NO. C’est le cas notamment de la bactérie pathogène pour l’homme Streptococcus pneumoniae, également connue sous le nom de pneumocoque qui est l’agent pathogène à l’origine de pneumonies bactériennes dont plus d’un million deux cent mille enfants meurent chaque année dans le monde.

L’équipe de C. Grangeasse a caractérisé chez le pneumocoque une protéine, MapZ, comme étant responsable de l’identification du site de division par un mécanisme régulateur inédit. En effet, contrairement à min et NO, MapZ joue le rôle d’une balise moléculaire marquant de manière permanente le milieu de la cellule et positionnant FtsZ et le divisome au centre de la cellule. Il s’agit donc de la première caractérisation d’un système de régulation “positif”. Les chercheurs démontrent également que MapZ est modifiée par une phosphorylation qui permet de coordonner la constriction de la cellule avec un partage équitable du matériel génétique dans chacune des cellules filles. Des pneumocoques génétiquement modifiés et incapables de produire la protéine MapZ se multiplient donc moins rapidement et sont peu viables. La présence du gène produisant MapZ dans différents génomes bactériens suggère que ce mécanisme d’identification du site de division est conservé chez de nombreuses espèces bactériennes.

Au-delà d’une découverte fondamentale illustrant le fait que la nature a développé une diversité de mécanismes de division adaptés aux différentes bactéries, ces travaux ouvrent la voie vers des stratégies alternatives de lutte contre les infections bactériennes, en offrant une nouvelle cible thérapeutique pour bloquer la division et donc la multiplication de bactéries pathogènes.

Figure :Anneaux formés par la protéine FtsZ au centre des cellules de pneumocoque et visualisés par imagerie à haute-résolution en utilisant un microscope à illumination structurée (SIM).

© Christian Lesterlin

Références :

Contact chercheurs

  • Christophe Grangeasse
    Bactéries Pathogènes et Phosphorylation des Protéines
    Bases Moléculaires et Structurales des Systèmes Infectieux
    UMR 5086 - IBCP / CNRS / UCBL
    7, passage du Vercors
    69367 Lyon cedex 07
    France
    tel: 04 72 72 26 88