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La 3D débarque en écologie microbienne

mardi 8 octobre 2013

par Agnès Vernet

Grâce à un système inspiré de la micro-impression 3D, il est désormais possible d’étudier les bactéries dans une organisation spatiale contrôlée.

Les caractéristiques d’un groupe de bactéries n’est pas la somme des caractéristiques des individus qui le compose. L’écologie microbienne a démontré l’importance de l’organisation spatiale sur des éléments aussi variés que le taux de reproduction, la mobilité ou l’instauration de relations de prédation ou de coopération entre les individus. Pour étudier l’architecture d’une communauté sans influencer d’autres paramètres, des chercheurs de l’Université du Texas, à Austin, se sont inspiré de la micro-impression 3D. Leur protocole consiste à mélanger des bactéries à une solution contenant de la gélatine et une molécule photosensible qui favorise les liaisons chimiques entre polypeptides après une excitation lumineuse. L’ensemble se fige progressivement à température ambiante, suspendant des individus isolés ou des groupes de micro-organismes dans différentes configurations spatiales. Il est ensuite possible de créer de petits espaces autour d’une ou plusieurs bactéries à l’aide d’un laser pulsé et d’organiser ainsi une architecture spécifique.
Cette approche permet de contrôler le design de la communauté et semble autoriser toutes les organisations spatiales. En appliquant cette idée à un mélange de Staphylococcus aureus et de Pseudomonas æruginosa, les chercheurs démontrent que la proximité des deux souches bactériennes suffit pour permettre à S. aureus de bénéficier de la résistance à l’ampicilline de P. æruginosa. Ce résultat suggère que ces bactéries mettent facilement en commun leurs systèmes de défense et explique les multiples résistances observées en clinique lors des co-infections.

Connell JL et al. (2013) Proc Natl Acad Sci USA,
doi:10.1073/pnas.1309729110

Organisation 3D d’un groupe de bactéries dans un tube de gélatine
© avec l’aimable autorisation de Jodi Connell

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