• Biologie: dans le processus de construction des flagelles des bactéries, l'ajout de sucre et la présence d’un point de contrôle constituent des étapes clés!____¤202010

     

    Deux études, dont les résultats intitulés «Specificity in glycosylation of multiple flagellins by the modular and cell cycle regulated glycosyltransferase FlmG» et «Secretion Relieves Translational Co-repression by a Specialized Flagellin Paralog» sont publiés respectivement dans la revue eLife et dans la revue Developmental Cell, ont permis d'apporter de nouvelles informations sur la construction de la machinerie motrice des bactéries, les flagelles, qui nécessite l’assemblage de nombreuses protéines. En l'occurrence, il est apparu que l'ajout de sucre et la présence d’un point de contrôle pour enclencher l’assemblage final du flagelle constituent des étapes clés.

     

    Relevons tout d'abord que, pour «obtenir la machinerie permettant aux bactéries de nager, plus de 50 protéines doivent être assemblées selon une logique et un ordre bien défini pour former le flagelle, l’équivalent cellulaire d’un moteur de bateau». Ce flagelle, qui «est composé d’une structure de base, d’un rotor et d’une hélice» est fabriqué «à l’intérieur des bactéries, dans leur cytosol».

     

    Ensuite, le flagelle doit «être intégré dans l’enveloppe bactérienne qui contient jusqu’à trois couches selon le type de bactérie, pour se retrouver à l’extérieur». Alors que «la subtilité des mécanismes d’assemblage et d’adressage du flagelle reste mal comprise», les études ici présentées se sont focalisées sur les bactéries Caulobacter crescentus, qui «sont très intéressantes pour l’étude des flagelles, car elles donnent naissance à deux cellules filles différentes», puisque «l'une comporte un flagelle et l’autre pas».

     

    En outre, une autre particularité de Caulobacter crescentus est que «le filament flagellaire de cette bactérie est un assemblage de six sous-unités, et n’est donc pas issue de la polymérisation d’une seule protéine, comme c’est le cas dans d’autres bactéries». Ainsi, l'analyse de ces six sous-unités a fait apparaître «qu’elles étaient ornées de sucres, indiquant qu’une étape de glycosylation (réaction enzymatique ajoutant des sucres aux protéines) avait lieu». Cette découverte est surprenante, «car cette réaction est peu présente dans les bactéries».

     

    Il a alors été démontré «que la glycosylation des six flagellines est essentielle à la formation et à la fonctionnalité du flagelle». Plus précisément, «le gène produisant l’enzyme de glycosylation, FlmG» a d'abord été identifié, car «son absence conduit à des bactéries sans flagelles». En second lieu, un autre type de bactérie, Escherichia coli, a été «modifié génétiquement pour lui faire exprimer une des six flagellines, l’enzyme de glycosylation et les enzymes produisant le sucre de Caulobacter crescentus». Ces éléments «sont requis pour obtenir une flagelline sucrée et donc un flagelle fonctionnel».

     

    Par ailleurs, en se focalisant «sur la synthèse des six flagellines composant le filament flagellaire», un 'mouton noir' a été découvert parmi elles: «une flagelline qui n’a que 50% d’homologie de séquence avec les cinq autres». En fait, cette sous-unité, «présente avant la synthèse des cinq autres sous-unités», est devenue un point de contrôle pour coordonner la synthèse des protéines du filament», agissant comme un régulateur négatif.

     

    Tant que cette sous-unité «est présente dans le cytosol, la synthèse des autres flagellines n’est pas déclenchée», mais, «une fois les éléments du flagelle assemblés, hors filament, la sous-unité est exportée vers l’extérieur de la bactérie avec eux» et, alors, la synthèse des dernières cinq sous unités peut débuter. Cette sous-unité a une «double fonction unique en son genre», car c'est «un capteur de la synthèse protéique et un composant du filament flagellaire à la fois».

     

    Cette découverte, qui «est fondamentale pour comprendre la motilité des bactéries et l’assemblage des protéines», apporte, en plus, «des éléments de compréhension pour la synthèse et l’assemblage de la tubuline, un élément essentiel du cytosquelette».

     

     


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