Myxobacteria

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Les myxobactéries sont un groupe de bactéries que l'on trouve en majorité dans le sol et qui se nourrissent de composés organiques insolubles. Elles font partie de la classe des Deltaproteobacteria, un grand taxon de bactéries à Gram négatif.

La plupart des myxobactéries connues se distinguent par un cycle de vie complexe, et notamment la formation d'un corps de fructification pluricellulaire. Les classifications phylogénétiques moléculaires établies à partir de l'ARNr 16S montrent une monophylie des taxons constitués à partir de la morphologie des corps de fructification, suggérant que la forme et la taille de ces corps est un bon critère taxinomique[1].

Les myxobactéries possèdent des génomes de très grande taille par rapport aux autres groupes de bactéries, à savoir de l'ordre de 9 à 10 millions de nucléotides, exceptions faites des genres Anaeromyxobacter[2] et Vulgatibacter[3]. En effet, les deux espèces de bactéries possédant les plus grands génomes connus sont des myxobactéries : Minicystis rosea (16 Mb)[4] et Sorangium cellulosum[5],[6].

Les myxobactéries peuvent se déplacer par glissement. Typiquement, elles se déplacent en essaims (swarms en anglais) contenant de nombreuses cellules restant groupées ensemble grâce à des signaux moléculaires intercellulaires. Les individus bénéficient de cette agrégation car elle permet d'accumuler des enzymes extracellulaires utilisées pour digérer de la nourriture, ce qui en retour augmente l'efficacité d'alimentation. Les myxobactéries produisent un certain nombre de substances chimiques utiles en sciences biomédicales et dans l'industrie, tels que des antibiotiques, et exportent ces molécules dans le milieu extracellulaire[7].

Cycle de vie[modifier | modifier le code]

Lorsque les nutriments sont rares, les cellules de myxobactéries s'agrègent pour former des corps de fructification (à ne pas confondre avec ceux produits par les Fungi, les sporophores), un processus qu'on a longtemps pensé comme contrôlé par chimiotaxie mais désormais considéré comme une forme de signalisation cellulaire par contact[8],[9]. Ces corps de fructification peuvent prendre différentes formes et couleurs selon l'espèce. Au sein des corps de fructification, les cellules sont d'abord dans un état végétatif et en forme de bâtonnets, puis se développent en myxospores de forme ronde avec d'épaisses parois cellulaires. Ces myxospores, analogues aux spores que l'on retrouve chez d'autres organismes, auront une meilleure chance de survie jusqu'à ce que les nutriments soient de nouveau abondants dans l'environnement. On pense que le processus de fructification favorise les myxobactéries en assurant que la croissance cellulaire soit reprise au niveau d'un groupe de myxobactéries (essaim ou swarm en anglais), plutôt qu'au niveau de cellules isolées. Des cycles de vie similaires se sont développés chez certaines amibes, qu'on appelle des "moisissures gluantes" (slime molds en anglais).

Au niveau moléculaire, l'initiation du développement d'un corps de fructification chez Myxococcus xanthus est régulé par l'ARN de régulation ARNs Pxr[10],[11].

Certaines myxobactéries comme Myxococcus xanthus et Stigmatella aurantiaca sont utilisées comme organismes modèles en biologie du développement.

Classification phylogénétique[modifier | modifier le code]

Cette phylogénie[12] a été obtenue par comparaison de la séquence de l'ARNr 16S de 12 espèces de l'ordre des Myxobacteria entre elles et avec 3 espèces de l'ordre des Deltaproteobacteria, mais n'appartenant pas aux Myxobacteria, et servant de groupe externe (Bdellovibrio stolpii, Desulfosarcina variabilis et Desulfovibrio desulfuricans). Les distances phylogénétiques entre chaque paire de séquences ont été calculées à partir des pourcentages de similarité corrigés par la méthode de Jukes et Cantor[13] modifiée par G.J. Olsen[14].

-o Myxobacteria
 ├─o
 │├─o Stigmatella aurantiaca
 │└─o
 │  ├─o Cystobacter fuscus
 │  └─o
 │    ├─o
 │    │ ├─o Archangium gephyra
 │    │ └─o Angiococcus disciformis
 │    └─o
 │      ├─o Myxococcus xanthus
 │      └─o
 │        ├─o Melittangium lichenicola
 │        └─o Corallococcus coralloides
 └─o
   ├─o Nannocystis exedens
   └─o
     ├─o
     │ ├─o Polyangium sp.
     │ └─o Polyangium cellulosum
     └─o
       ├─o Chondromyces apiculatus
       └─o Chondromyces crocatus

Utilisation clinique[modifier | modifier le code]

Croquis de diverses espèces de myxobactéries par Roland Thaxter en 1892 : Chondromyces crocatus (figs. 1-11), Stigmatella aurantiaca (figs. 12-19 et 25-28), Melittangium lichenicola (figs. 20-23), Archangium gephyra (fig. 24), Myxococcus coralloides (figs. 29-33), Polyangium vitellinum (figs. 34-36) et Myxococcus fulvus (figs. 37-41). Thaxter a été le premier taxonomiste à reconnaître la nature bactérienne des myxobactéries. Auparavant, elles étaient (mal) classifiées dans le groupe des Fungi imperfecti.

Les chercheurs ont remarqué que les métabolites sécrétés par Sorangium cellulosum connus sous le nom d'épothilones ont une activité antinéoplasique. Cela a mené au développement d'analogues qui imitent son activité. Un de ces analogues, connu sous le nom d'Ixabepilone, est un agent chimiothérapique approuvé par la Food and Drug Administration pour le traitement du cancer du sein à métastases[15].

Les myxobactéries sont également connues pour produire de l'acide géphyronique, un inhibiteur de la biosynthèse des protéines chez les eucaryotes, ainsi qu'un agent potentiel pour la chimiothérapie contre le cancer[16].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) De-Ming Jiang, Zhi-Hong Wu, Jing-Yi Zhao et Yue-Zhong Li, « Fruiting and non-fruiting myxobacteria: A phylogenetic perspective of cultured and uncultured members of this group », Molecular Phylogenetics and Evolution, vol. 44, no 2,‎ , p. 545-552 (ISSN 1055-7903, DOI 10.1016/j.ympev.2007.04.004, résumé)
  2. Sara H. Thomas, Ryan D. Wagner, Adrian K. Arakaki et Jeffrey Skolnick, « The mosaic genome of Anaeromyxobacter dehalogenans strain 2CP-C suggests an aerobic common ancestor to the delta-proteobacteria », PloS One, vol. 3, no 5,‎ , e2103 (ISSN 1932-6203, PMID 18461135, PMCID PMC2330069, DOI 10.1371/journal.pone.0002103, lire en ligne)
  3. Eisaku Yamamoto, Hideyuki Muramatsu et Koji Nagai, « Vulgatibacter incomptus gen. nov., sp. nov. and Labilithrix luteola gen. nov., sp. nov., two myxobacteria isolated from soil in Yakushima Island, and the description of Vulgatibacteraceae fam. nov., Labilitrichaceae fam. nov. and Anaeromyxobacteraceae fam. nov. », International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, vol. 64, no 10,‎ , p. 3360–3368 (DOI 10.1099/ijs.0.063198-0, lire en ligne)
  4. Ronald Garcia, Katja Gemperlein et Rolf Müller, « Minicystis rosea gen. nov., sp. nov., a polyunsaturated fatty acid-rich and steroid-producing soil myxobacterium », International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, vol. 64, no 11,‎ , p. 3733–3742 (DOI 10.1099/ijs.0.068270-0, lire en ligne)
  5. Susanne Schneiker, Olena Perlova, Olaf Kaiser et Klaus Gerth, « Complete genome sequence of the myxobacterium Sorangium cellulosum », Nature Biotechnology, vol. 25, no 11,‎ , p. 1281–1289 (ISSN 1087-0156, PMID 17965706, DOI 10.1038/nbt1354, lire en ligne)
  6. (en) Miriam Land, Loren Hauser, Se-Ran Jun et Intawat Nookaew, « Insights from 20 years of bacterial genome sequencing », Functional & Integrative Genomics, vol. 15, no 2,‎ , p. 141–161 (ISSN 1438-793X et 1438-7948, PMID 25722247, PMCID PMC4361730, DOI 10.1007/s10142-015-0433-4, lire en ligne)
  7. H. Reichenbach, « Myxobacteria, producers of novel bioactive substances », Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, vol. 27, no 3,‎ , p. 149–156 (ISSN 1367-5435, PMID 11780785, lire en ligne)
  8. Maria A. Kiskowski, Yi Jiang et Mark S. Alber, « Role of streams in myxobacteria aggregate formation », Physical Biology, vol. 1, nos 3-4,‎ , p. 173–183 (ISSN 1478-3967, PMID 16204837, DOI 10.1088/1478-3967/1/3/005, lire en ligne)
  9. Olga Sozinova, Yi Jiang, Dale Kaiser et Mark Alber, « A three-dimensional model of myxobacterial aggregation by contact-mediated interactions », Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 102, no 32,‎ , p. 11308–11312 (ISSN 0027-8424, PMID 16061806, PMCID PMC1183571, DOI 10.1073/pnas.0504259102, lire en ligne)
  10. Yuen-Tsu N. Yu, Xi Yuan et Gregory J. Velicer, « Adaptive evolution of an sRNA that controls Myxococcus development », Science (New York, N.Y.), vol. 328, no 5981,‎ , p. 993 (ISSN 1095-9203, PMID 20489016, PMCID PMC3027070, DOI 10.1126/science.1187200, lire en ligne)
  11. Francesca Fiegna, Yuen-Tsu N. Yu, Supriya V. Kadam et Gregory J. Velicer, « Evolution of an obligate social cheater to a superior cooperator », Nature, vol. 441, no 7091,‎ , p. 310–314 (ISSN 1476-4687, PMID 16710413, DOI 10.1038/nature04677, lire en ligne)
  12. (en) L. Shimkets, « A phylogenetic analysis of the Myxobacteria - Basis for their classification », PNAS, vol. 89, no 20,‎ , p. 9459-9463 (ISSN 0027-8424)
  13. (en) T.H. Jukes et C.R. Cantor, « Evolution of Protein Molecules », New York: Academic Press, Munro HN,‎ , p. 21-132
  14. (en) G. J. Olsen, « Earliest Phylogenetic Branchings: Comparing rRNA-based Evolutionary Trees Inferred with Various Techniques », Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, vol. 52,‎ , p. 825–837 (ISSN 0091-7451 et 1943-4456, PMID 3454291, DOI 10.1101/SQB.1987.052.01.090, lire en ligne)
  15. (en) « FDA Approval for Ixabepilone », sur National Cancer Institute (consulté le 25 avril 2018)
  16. F. Sasse, H. Steinmetz, G. Höfle et H. Reichenbach, « Gephyronic acid, a novel inhibitor of eukaryotic protein synthesis from Archangium gephyra (myxobacteria). Production, isolation, physico-chemical and biological properties, and mechanism of action », The Journal of Antibiotics, vol. 48, no 1,‎ , p. 21–25 (ISSN 0021-8820, PMID 7868385, lire en ligne)

Liens externes[modifier | modifier le code]