Les bactéries peuvent développer une mémoire collective

Lorsque les bactéries sont stressées par des concentrations élevées de sel, elles survivent mieux à un deuxième choc salin que sans ce "pré-alerte". Mais cet entra?nement des organismes unicellulaires ne dure pas longtemps. Après une demi-heure déjà, le taux de survie ne dépend plus de l'antécédent.

Aujourd'hui, deux microbiologistes, Roland Mathis et Martin Ackermann, de l'Institut de recherche de l'eau Eawag et de l'ETH Zurich, font part d'une nouvelle découverte qu'ils ont faite avec Caulobacter crescentus, une bactérie répandue dans l'eau salée et douce, ont fait sous le microscope.

Lorsque l'on observe non pas les cellules individuelles, mais un groupe entier de bactéries, celles-ci semblent développer une sorte de mémoire collective. Les taux de survie dans les populations qui ont été averties lors d'une première phase de stress sont plus élevés que dans les populations comparables lors de nouvelles expositions, même après deux heures.

Une interaction complexe

Pour expliquer ce phénomène, les chercheurs ont identifié, à l'aide d'un modèle informatique, une interaction complexe entre deux facteurs. D'une part, le stress salin entra?ne une synchronisation et un ralentissement des cycles de division cellulaire. D'autre part, les chances de survie dépendent du stade de division cellulaire auquel se trouve chaque bactérie lorsque le deuxième stress arrive. La régulation des cycles de division cellulaire modifie la vulnérabilité de la population au fil du temps. Les populations pré-alertées peuvent mieux survivre à de futures expositions, mais dans d'autres circonstances, elles peuvent même être plus sensibles que leurs congénères non alertées.

"Si nous comprenons ces effets collectifs, cela peut aider à mieux contr?ler la population bactérienne", explique Martin Ackermann. Cette conclusion de tir a de l'importance par exemple pour comprendre comment les agents pathogènes se défendent contre les antibiotiques ou comment les cultures bactériennes peuvent rester performantes dans les processus industriels ou les stations d'épuration, même dans des conditions très variables. En effet, les bactéries jouent un r?le clé dans presque tous les processus biochimiques et géochimiques sur la Terre. Selon le processus, elles sont utiles du point de vue de l'homme - par exemple lorsqu'elles décomposent les polluants et transforment les nutriments en énergie - ou nocives, notamment lorsqu'elles sont responsables de maladies.

Pour les chercheurs, une autre découverte est importante : "Si l'on veut comprendre le comportement et le destin des populations de bactéries, il faut parfois analyser chaque cellule individuellement", explique Mathis.

Ce texte est basé sur une page externeCommuniqué de presse de l'Eawag.