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"La matière microbienne sort de l’obscurité _ Des scientifiques identifient des bactéries qui défient les règles établies de la biochimie", par Laura Beil

Traduction et compléments de Jacques Hallard
mardi 22 novembre 2016 par Beil Laura

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ISIAS Biologie

La matière microbienne sort de l’obscurité
Des scientifiques identifient des bactéries qui défient les règles établies de la biochimie

L’article original de Laura Beil a été diffusé par ‘Sciences News’ [Vol. 190, No. 6, September 17, 2016, p. 18,) le 7 septembre 2016 sous le titre « Microbial matter comes out of the dark  » et il est accessible sur le site suuvant : https://www.sciencenews.org/article/microbial-matter-comes-out-dark?utm_source=Society+for+Science+Newsletters&amp ;utm_campaign=3cf89a9882-editors_picks_week_of_090516_9_10_2016&utm_medium=email&utm_term=0_a4c415a67f-3cf89a9882-104721209

Ajout d’une annexe d’actualités sur la résistance des bactéries aux antibiotiques

Matière noire’ - La plupart des microbes sont restés cachés pour les scientifiques, mais les nouvelles technologies qui sont disponibles révèlent maintenant des espèces de bactéries restées jusque-là inconnues, dont certaines peuvent éventuellement présenter un intérêt thérapeutique. Voir la Photo d’Ashley Mackenzie.

Peu de gens aujourd’hui pouvaient citer les réalisations scientifiques de Julius Petri, un médecin du 19ème siècle. Mais presque tout le monde a entendu parler de ses boîtes en verre pour cultiver des microorganismes au laboratoire. Depuis plus d’un siècle, les microbiologistes ont étudié les bactéries en les isolant, en les cultivant et en les observant dans une boîte de Pétri. Cet outil de laboratoire de microbiologie a permi de révéler l’univers microbien - mais seulement une fraction : ce qui est facile à réaliser, soit en quelque sorte l’équivalent scientifique qui consiste à chercher la clé de ses travaux uniquement sous la lampe du lampadaire.

Mais dans l’espace éclairé, qui correspond bien à celui d’un laboratoire, comme dans une serre, la plupart des bactéries ne se développent pas. Selon une estimation, une proportion stupéfiante de 99 pour cent de toutes les espèces microbiennes vivants sur la Terre, doivent encore être découverte ; elle restant encore dans la zone d’ombre. Ces espèces encore inconnues sont connus comme une ’matière noire microbienne’, une référence à la description par les astronomes de la vaste quantité de matière invisible qui est présente dans l’espace et qui constitue la majeure partie de la masse dans le cosmos.

Avec l’utilisation d’un dispositif qu’ils ont nommé le iChip, les chercheurs de la ‘Northeastern University’ [située à Boston, dans le Massachusetts, aux États-Unis] et leurs collègues ont trouvé 50.000 nouvelles souches de bactéries dans le sol. Une nouvelle bactérie a même abouti à une nouvelle classe potentielle de fournuture d’antibiotiques en 2015. Voir la Photo de Slava Epstein / Northeastern Univ.

[Voir aussi « iChip : The Future of Antibiotic Discovery ». By Brooke Borel January 20, 2015. Site : http://www.popsci.com/ichip-new-way-find-antibiotics-and-other-key-drugs]. Egalement « The Isolation chip (or ichip), a method of culturing bacteria » ; site : https://en.wikipedia.org/wiki/Isolation_chip ].

Cependant, dans la dernière décennie, les scientifiques ont développé de nouveaux outils pour la culture et la croissance des bactéries et la collecte de données génétiques, permettant une meilleure identification et plus rapides des microbes sans jamais les retirer de leurs conditions naturelles.

Ce dispositif appelé iChip, par exemple, amène les bactéries à se développer dans leur propre terrain. (Ce dispositif a conduit à la découverte d’un nouvel antibiotique potentiel, à une époque où les infections ont rapidement surpassé l’efficacité de tous les anciens médicaments utilisés). Les explorations génétiques récentes à partir d’échantillons de terres, l’eau et de corps humain ont permi d’espérer la perspective de trouver des centaines de milliers de nouvelles espèces bactériennes.

Déjà, la détection de ces organismes nouvellement découverts permet de retrouver ce que les scientifiques pensaient, ce qu’ils savaient sur les processus chimiques de la biologie, l’arbre généalogique des êtres vivants, du vivant (ensemble des organismes), et la manière dont les microbes vivent et croissent et se multiplient. Les secrets de la ‘matière noire microbienne’ peuvent redéfinir la façon dont la vie a existé et existe de nos jours, et même d’améliorer la compréhension des mécanismes physiologiques et les traitements, pour soigner de nombreuses maladies.

« Tout est en train de changer », dit Kelly Wrighton, microbiologiste à l’’Ohio State University’ à Columbus, aux Etats-Unis. « Ce champ entier de nouvelles recherches laisse place à beaucoup d’enthousiasme et de découvertes futures ».

La culture du comptage

Les microbiologistes ont découvert dans le passé de nouveaux organismes sans utiliser des boîtes de Pétri, mais ces expériences sont lentes à réaliser. Dans l’un de ses premiers projets, Tanja Woyke a analysé la communauté bactérienne blottie dans un ver qui vit dans la mer Méditerranée. Elle est microbiologiste au ‘Joint Genome Institute’, auprès du ministère de l’énergie, à Walnut Creek, en Californie aux États-Unis, et ses collègues ont publié le rapport dans la revue ‘Nature’ en 2006. Elle avait mis deux ans pour la mise au point de sa technique. Ces chercheurs comptaient sur la métagénomique, qui consiste à recueillir un échantillon d’ADN dans l’environnement - dans le sol, dans l’eau ou, dans ce cas, à l’intérieur d’un ver.

[Sur la métagénomique, nous conseillons de se reporter à nos publications suivantes :

’L’étonnante biodiversité des écosystèmes microbiens et leurs effets sur la santé’ par Jacques Hallard, samedi 1er août 2015 - français

’Notre monde intestinal méconnu : le microbiote humain’ par la Dr Eva Sirinathsinghji, jeudi 30 juillet 2015 par Sirinathsinghji Eva. Traduction Jacques Hallard - français

’La flore microbienne intestinale (microbiote) influence la prédisposition et les traitements des cancers’ par la Dr Eva Sirinathsinghji. Traduction Jacques Hallard,jeudi 13 août 2015 – français]

Après l’extraction du matériel génétique de chaque microbe que contenait le ver, Woyke et ses collaborateurs ont déterminé l’ordre, ou les séquences la commande ou les séquences de toutes les unités de l’ADN : bases nucléiques, ou bases azotées, voire nucléobases.

L’analyse, à partir des données de ces séquences, a permis aux chercheurs de déduire l’existence de quatre microbes inconnus auparavant. C’est un peu comme des boîtes de pièces de puzzle qui ont besoin d’un assemblage judicieux pour savoir à quoi ressemblent les images ressemblent et à combien de puzzles différents elles appartiennent, dit-elle. Le projet comprenait 300 millions de bases et il a coûté plus de 100.000 $, en utilisant les méthodes disponibles à l’époque et qui prenaient beaucoup de temps.

99 pour cent de toutes les espèces microbiennes sur la Terre sont encore à découvrir
Tout comme Woyke concentrait ces efforts sur le ver, la nouvelle technologie a été mise en œuvre pour permettre l’analyse génétique avec de plus grandes capacités.

Le séquençage d’un génome - la totalité de l’ADN d’un organisme - est alors devenu plus rapide et moins cher que ce que la plupart des scientifiques avait antérieurement prédit. Avec le séquençage de la génération technologique suivante, Woyke peut analyser plus de 100 milliards de bases dans le temps qu’il faut pour « passer une commande chez Amazon » [une entreprise de commerce électronique américaine basée à Seattle], dit-elle, et pour seulement une dépense de quelques milliers de dollars.

En ramassant des échantillons environnementaux aléatoires et la recherche de l’ADN avec le séquençage de la nouvelle génération, les scientifiques se sont retrouvés avec des embranchements de bactéries entièrement nouvelles, à partir des échantillons de pratiquement tous les lieux qu’ils ont étudiés. En 2013, dans la revue ‘Nature’, Woyke et ses collègues ont décrit plus de 200 membres de près de 30 embranchements ou phylums inconnus. Trouver autant d’embranchements, dans les premiers grands groupes au sein d’un règne donné, disent les biologistes, indique qu’il y a une quantité ahurissante de la diversité qui reste encore à ce jour inexplorée.

[Embranchements, règnes, etc… voir la Classification scientifique des espèces sur le site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Classification_scientifique_des_esp%C3%A8ces ].

Woyke a évolué à partir de ces expéditions de pêche génétique au large pour travailler sur des cellules bactériennes individuelles. En les ouvrant délicatement, elle catalogues l’ADN contenu à l’intérieur. La plupart des organismes qu’elle a trouvés défient les règles précédentes de la chimie biologique. Deux génomes provenant d’un site hydrothermal dans l’océan Pacifique, par exemple, contient le code UGA, qui représente les bases uracile, guanine et adénine dans un brin d’ARN. UGA sépare normalement les gènes qui codent pour des protéines différentes, agissant comme une période à la fin d’une phrase. Dans la plupart des autres espèces connues d’animaux ou d’un microbe, UGA signifie « arrêt ». Mais dans ces organismes, et celle qui se trouvent à la même époque dans une bouche humaine, au lieu d’ « arrêter » les codes de séquence pour la glycine d’acide aminé. « Ce fut quelque chose que nous n’avions jamais vu auparavant », dit Woyke. « Le code génétique n’est pas aussi rigide que nous le pensions ». ’

D’autres découvertes récentes défient également les notions admises de longue date sur le fonctionnement du vivant. Cette année, dans la revue scientifique ‘ISME Journal’,, Kelly Wrighton de l’Ohio State University a rapporté une étude de l’enzyme RubisCO récupérée dans une nouvelle espèce microbienne qui n’a jamais été cultivée dans un laboratoire.

[Enzyme Rubisco -D’après Wikipédia, « La Rubisco1, de son nom complet ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygénase, est l’enzyme clé permettant la fixation du dioxyde de carbone CO2 dans la biomasse végétale en initiant le cycle de Calvin, en relation avec l’énergie solaire captée par la chlorophylle à l’origine des processus de photosynthèse. Elle catalyse aussi bien la carboxylation que l’oxydation du ribulose-1,5-bisphosphate. La Rubisco sous ses différentes formes est probablement la protéine la plus abondante sur Terre2,3, où elle représente environ 50 % des protéines solubles dans les feuilles des plantes en C3 et 30 % dans celles en C4 (respectivement 20 à 30 % et 5 à 9 % de l’azote contenu dans ces feuilles)3. En raison de sa prépondérance, cette enzyme joue un rôle essentiel dans le cycle du carbone de notre planète : de nombreuses archées et bactéries fixent en effet le carbone par le cycle du 3-hydroxypropionate ou par le cycle de Krebs inverse, mais ne comptent que pour une faible part dans le total ; la phosphoénolpyruvate carboxylase est également capable de fixer le carbone dans le métabolisme acide crassulacéen et dans celui des plantes en C4, mais dans le but de le transporter pour fixation définitive par la Rubisco… » Article complet sur : . https://fr.wikipedia.org/wiki/Rubisco ].

La RubisCO est considérée comme la protéine la plus abondante sur la Terre ; elle est la clé de laphotosynthèse ; elle aide à convertir le carbone de l’atmosphère en une forme utile pour les êtres vivants. Du fait que la majorité de la vie sur la planète ne pourrait pas exister sans elle, RubisCO est une molécule familière, si familière que la plupart des scientifiques pensaient qu’ils avaient trouvé toutes les formes qu’elle pouvait prendre. Pourtant, dit Kelly Wrighton, « nous avons trouvé tant de nouvelles versions de cette protéine : elles étaient dans leur ensemble tout à fait différentes de tout ce que nous avions vu auparavant ».

La liste des bizarreries se poursuit. Certains organismes nouvellement découverts sont si petits qu’ils se qualifient à peine comme des bactéries. Jillian Banfield, l’une des microbiologistes, basée à l’Université de Californie, à Berkeley aux Etts-Unis, a longtemps étudié les micro-organismes dans l’eau souterraine pompée à prtir d’un aquifère àRifle, dans l’état du Colorado. Pour filtrer cette eau, elle et ses collègues ont utilisé un filtre d’un maillage avec des ouvertures de 0,2 micromètres de large – soit une largeur si minuscule que l’eau qui sort de l’autre côté du filtre puisse être considérée comme exempte de bactéries. Par curiosité, l’équipe de Jillian Banfield a décidé d’utiliser le séquençage de l’ADN en utilisant la technologie de la dernière génération pour identifier les cellules vivante qui auraient pu échapper à la filtration. Effectivement, l’eau contenait des ensembles extrêmement minuscules de gènes.

Photo - Cette minuscule bactérie d’une eau souterraine peut passer à travers les filtres.
Photo : B. Luef et al / Nature Communications 2015. « Nous avons réalisé que ces génomes étaient vraiment, vraiment minuscules », rapporte Jillian Banfield. « Nous avons donc spéculé que si quelque chose a un génome minuscule, les cellules sont probablement aussi très petites ». Et elle a des photos pour le prouver. L’année dernière dans la revue ‘Nature Communications’, elle et son équipe ont publié les premières images (prises avec un microscope électronique) et la description détaillée de ces microbes très petits apparaît sur la photo. Ils sont probablement difficiles à isoler dans une boîte de Pétri, dit Jillian Banfield, parce qu’ils ont une croissance lente et doivent récupérer un grand nombre de nutriments essentiels dont ils ont besoin à partir de l’environnement qui existe autour d’eux. Une condition de survie d’un mini-génome est qu’il n’a pas assez d’espace pour que son ADN puisse faire tout ce dont il a besoin pour vivre.

L’état des relations entre les microorganismes est compliqué

Jillian Banfield prédit qu’un ’nombre inimaginable’ d’espèces attendent d’être découverts dans tous les recoins de la planète : dans les sols, les roches, l’air, l’eau, les plantes et les animaux. Le microbiome humain lui-même fourmille probablement d’essaims de microbes inconnus. Comme une collection d’organismes qui vivent sur et dans le corps, le microbiote humain affecte la santé d’une façon dont la recherche scientifique commence à peine à comprendre [Voir « Body’s bacteria don’t outnumber human cells so much after all - New calculations suggest roughly equal populations, not 10-to-1 ratio », by Tina Hesman Saey - 5:47pm, January 8, 2016 In Scienc News 6/02/16, p. 6).

Photo - EVEN ODDS In the human body, bacteria (such as Enterococcus bacteria, shown) were once thought to outnumber human cells by 10-to-1. New calculations show roughly equal numbers of each – Traduction : Même dans le corps humain, les bactéries (telles que les bactéries Enterococcus, montrées ici, ont été autrefois suspectées de surpasser les cellules humaines dans un rapport de 10 à 1. Les nouveaux calculs montrent des nombres approximativement égaux pour chacune d’ellesHaut du formulaire

Bas du formulaire

].

[On peut également de reporter aux articles suivants postés sur le site ISIAS :

’Notre monde intestinal méconnu : le microbiote humain’ par la Dr Eva Sirinathsinghji. Traduction Jacques Hallard, jeudi 30 juillet 2015 par Sirinathsinghji Eva - français

’La flore microbienne intestinale (microbiote) influence la prédisposition et les traitements des cancers’ par la Dr Eva Sirinathsinghji. Traduction Jacques Hallard, jeudi 30 juillet 2015 - français

’Comment les microbes influencent notre esprit, notre humeur et notre comportement’ par le Dr Eva Sirinathsinghji. Traduction Jacques Hallard, jeudi 30 juillet 2015 - français

’Des bactéries intestinales datées du Miocène (12 millions d’années) ont co-évolué avec les Hominidés et les transplantations fécales sont maintenant utilisées comme bactériothérapie’, par Jacques Hallard, lundi 1er août 2016 par Hallard Jacques - français

’L’étonnante biodiversité des écosystèmes microbiens et leurs effets sur la santé’ par Jacques Hallard, samedi 1er août 2015 par Hallard Jacques - français ].

Les scientifiques de l’UCLA, l’Université d’Etat de Washington à Seattle et leurs collègues ont récemment mis à disposition les descriptions les plus détaillées d’une bactérie de la bouche humaine appartenant à un nouveau phylum : TM7. (TM signifie ’Torf, mittlere Schicht,’, en allemand, pour une couche intermédiaire de tourbe.

[TM7 - Voir « Researchers shed light on how ‘microbial dark matter’ might cause disease ». Breakthrough by scientists from UCLA, J. Craig Venter Institute and U. of Washington may be roadmap for study of other elusive bacteria. Photo  : At left (à gauche), the tight physical association between TM7x cells and XH001. At right (àdroite), TM7x cells (red, en rouge) attach to the surface of XH001 (white, en blanc)].

[A propos de TMT - Extrait d’une note de Jacques Henry intitulée « La plus petite bactérie du monde vivant décrite pour la première fois ». Publié le 10 juillet 2016 – « Cette bactérie archaïque a été nommée Acidolobus sulfurireducens et elle est parasitée de l’extérieur par une minuscule autre bactérie dont on ignorait l’existence et à qui il a été attribué le charmant nom de Nanopusillus acidilobus. Photo : origine de cette bactérie : les sources chaudes du Parc National de Yellowstone aux Etats-Unis - « C’est la plus petite bactérie connue, tellement petite qu’on se demande si on ne la classerait pas plutôt parmi les virus, mais ce n’est pas un virus, et sa taille ne dépasse pas 0,1 micron de diamètre … Son génome, un ADN circulaire, contient 656 gènes et 46 ARN nécessaires pour la synthèse des protéines, ce que sont incapables de faire les virus. Comme cette bactérie est incapable de réaliser un certain nombre de métabolismes essentiels car il lui manque des multitudes d’enzymes elle se sert dans la bactérie hôte, l’Acidolobus, naturellement sans la tuer, par une minuscule zone de contact circulaire d’un diamètre de 4 nanomètres ! Si elle se détache de l’Acidolobus, quand celui-ci meurt elle peut se déplacer à l’aide d’un petit cil lui servant de flagelle pour trouver un autre Acidolobus d’accueil… » Photo : Nanopusillus acidilobus - « Une autre bactérie nanoscopique a été décrite non pas dans une source chaude mais dans la cavité buccale humaine (voir le lien en accès libre). Il s’agit d’une bactérie également parasite de deux à trois-cent nanomètres de diamètre, tout de même près de 20 fois plus grosse que le nanopusillus, dont le génome est également réduit et qui ne peut pas non plus réaliser les fonctions métabolique essentielles à la vie. Cette nanobactérie appelée TM7 parasite et finalement tue son hôte, un actinomyces (Actinomyces odontolyticus) vivant au niveau des gencives et contribuant à la formation des plaques dentaires. Cette bactérie parasite est diabolique car elle interfère avec la réponse immunitaire des macrophages dirigés contre l’actinomyces, en quelque sorte en protégeant son hôte. L’ADN du TM7 d’origine buccale code pour 570 gènes. Les TM7 sont également très présents dans les boues d’eaux usées où ils parasitent spécifiquement diverses bactéries ». Source de la note complète sur : https://jacqueshenry.wordpress.com/2016/07/10/la-plus-petite-bacterie-du-monde-vivant-decrite-pour-la-premiere-fois/ ].

Les organismes appartenant à ce phylum ont d’abord été détectés dans le milieu des années 1990 dans une tourbière dans le nord de l’Allemagne. Des chercheurs allemands ont trouvé TM7 en passant au crible des échantillons de sol, en utilisant un test qui est spécifique pour l’information génétique chez les bactéries. Dans la dernière décennie, les espèces TM7 ont été trouvées dans le corps humain. Une surabondance de TM7 semble être corrélée avec la maladie inflammatoire de l’intestin et des maladies des gencives, ainsi que d’autres manifestations pathologiques.

Jusqu’à récemment, les membres de TM7 ont obstinément résisté aux efforts des scientifiques pour les étudier. En 2015, Jeff Scott McLean, un microbiologiste à l’Université de Washington [Ecole de dentisterie] et ses collaborateurs, ont enfin isolé une espèce TM7 dans un laboratoire et déchiffré son génome complet. Pour ce faire, l’équipe a combiné le meilleur de la technologie ancienne et de la nouvelle : d’abord, les chercheurs ont compris comment faire pousser ensemble les bactéries de la bouche les plus connues, et puis ils ont sélectionné progressivement les souches, jusqu’à ce que la population ne comporte plus que deux espèces : TM7 et un organisme plus grand.

« La chose vraiment remarquable, c’est que nous avons finalement trouvé comment ces minuscules microorganismes vivent », dit McLeant, « et pourquoi il ne pourraient pas croître et se multiplier dans un laboratoire. Les chercheurs ont découvert que cette espèce de TM7, comme les bactéries miniatures trouvées dans les eaux souterraines du Colorado, n’a pas la machinerie cellulaire qui est nécessaire pour se suffire à lui-même. Fait encore plus inhabituel, ces bactéries manquent des acides aminés et tout ce dont elles ont besoin : comme des parsites, elles vont chaparder les éléments manquant en se fixant sur une une bactérie de plus grande taille. Finalement, elles peuvent aussi tuer leur hôte. ‘ « Nous pensons que ceci est le premier exemple d’une bactérie qui vit de cette manière » (comme un parasite), dit McLean.

Elle s’attend à voir des relations plus inhabituelles entre les microbes, au fur et à mesure que la « matière noire bactérienne » se fait jour. Beaucoup de ces microbes ont échappé à la détection, soupçonne-t-elle, en raison de leur petite taille (ils peuvent parfois être confondus avec les débris bactériens) et de leur dépendance vis-à-vis d’autres organismes pour leur survie. En 2013, dans les Actes de l’Académie nationale des sciences, McLean et ses collègues ont été les premiers à décrire un membre d’un autre phylum inconnu : TM6. Les chercheurs ont trouvé ce groupe qui croît et se multiplie dans la boue d’un évier à l’hôpital. Des études ultérieures ont déterminé que l’organisme en question vit par lui-même en rentrant à l’intérieur d’une amibe qu’il parasite.

Photos - Certaines bactéries vivent d’une manière non habituelle. L’une, appartenant à un phylum nouvellement découvert appelé TM7 (gauche, points rouges), vit en parasite sur une autre bactérie. Un autre, du phylum TM6 (droite, blobs sombres), vit dans une amibe. De gauche à droite : Batbileg Bor et Xuesong Il / UCLA ; Rapports V. Delafont et al / environnement Microbial 2015.

https://www.sciencenews.org/sites/d...

L’un des plus grands espoirs pouvant résulter de l’exploration de la « matière noire microbienne » est que les microbes nouvellement trouvés pourraient fournir des antibiotiques dont on a désespérément besoin. Des années 1940 aux années 1960, les scientifiques ont découvert 10 nouvelles classes de médicaments, par des tests chimiques à partir des sols et d’ailleurs, ayant une action contre des infections communes. Mais seulement deux classes d’antibiotiques médicalement importants ont été découvertes au cours des 30 dernières années, et aucune substance antibiotique n’a été enregistrée depuis 1997. Certaines grandes infections sont sur le point de devenir imparables parce que les germes pathogènes sont devenus résistants à la plupart des médicaments existants (SN Online : 5/27/16).

[Voir l’article « Bacteria resistant to last-resort antibiotic appears in U.S. - Gene from E. coli strain could spread to other bacteria. By Meghan Rosen 6:03pm, May 27, 2016 – Photo : A strain of E. coli resistant to the antibiotic colistin has infected a woman in Pennsylvania (3-D rendering of an E. coli bacteria shown). Traduction : SUPERBUG - Une souche de E. coli résistante à l’antibiotique colistine a infecté une femme en Pennsylvanie (rendus 3-D d’une bactérie E. coli montrée sur la photo). Site : https://www.sciencenews.org/article/bacteria-resistant-last-resort-antibiotic-appears-us].

De nombreux experts pensent que les sources naturelles d’antibiotiques ont été épuisées.
Peut-être pas. En 2015, une équipe de recherche dirigée par des scientifiques de la ‘Northeastern University’ [située à Boston, dans le Massachusetts, aux États-Unis ] capter l’attention des médias après avoir décrit dans la revue scientifique ‘Nature’ un nouveau produit chimique extrait d’une bactérie du sol vivant dans l’état du Maine.

[Voir l’article « A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance ». Losee L. Ling, et al. In Nature 517, 455–459, (22 January 2015) - doi:10.1038/nature14098 – Site : http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7535/full/nature14098.html].

Photo du dispositif iChip copiée ci-dessous, extraite de l’article « The Age of Infection : Meet the iChip, a plastic block that helped scientists discover a new antibiotic that kills superbugs. Will it be enough to save humankind from the coming bacterial apocalypse ? » - Written by Ferris Jabr for Foreign Policy 0pc on October 03, 2015 · Flag

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Légende -The iChip, short for isolation chip, is a plastic block that captures microbes from soil. Traduction : Le iChip, sorte de puce d’isolement, est un bloc de plastique qui capture les microbes du sol. Source : http://www.theinternationalchronicles.com/the_age_of_infection_meet_the_ichip_a_plastic_block_that_helped_scientists_discover_a_new_antibiotic_that_kills_superbugs_will_it_be_enough_to_save_humankind_from_the_coming_bacterial_apocalypse ].

Ces scientifiques ont isolé l’organisme à l’aide du dispositif iChip, un outil de la taille du pouce qui contient près de 400 puits séparés, chacun d’eux assez grand pour contenir seulement une cellule bactérienne individuelle, plus un petit peu de son milieu naturel. Les bactéries se développent sur ce dispositf en partie parce qu’elles ne quittent jamais leur milieu naturel.

En louant la découverte, Francis Collins, directeur des National Institutes of Health, a appelé le ‘iChip’ : « une approche ingénieuse qui améliore notre capacité à rechercher l’une des plus riches sources d’antibiotiques potentiels dans la nature’. Jusqu’à présent, l’équipe de recherche a découvert un ensemble de50.000 nouvelles souches de bactéries.

Une souche contient un antibiotique, nomméteixobactine (SN Online : 5/27/16). Dans des expériences de laboratoire, cette substance il a tué deux agents pathogènes majeurs d’une manière qui ne semble pas facilement vulnérable au développement de la résistance.

La plupart des antibiotiques fonctionnent en perturbant le mécanisme de survie d’un microbe. Au fil du temps, les bactéries génétiquement adaptes, trouvent le moyen de contourner et de surmonter la menace. Cependant, ce nouvel antibiotique empêche un microbe d’assembler les molécules dont il a besoin pour former une paroi externe. Ainsi, l’antibiotique interrompt un processus mécanique et non pas seulement une réaction chimique spécifique : « il n’y a pas de cible moléculaire évidente pour la résistance », dit Kim Lewis, un microbiologiste basé à la ‘Northeastern University’. .

[Voir l’article « A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance », de Losee L. Ling, et al. In Nature 517, 455–459, (22 January 2015) - doi:10.1038/nature14098 – Received 29 July 2014. Accepted 19 November 2014. Published online 07 January 2015. Corrected online 21 January 2015. Erratum (April, 2015). Site : http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7535/full/nature14098.html ].

Ce que révèlent ces minuscules miroorganismes

Depuis plus d’un siècle, les bactéries étudiées par les scientifiques avaient été cultivées au laboratoire dans des boîtes de Pétri ou dans des flacons. Les récentes avancées technologiques permettent maintenant aux scientifiques de révèler l’identité génétique d’un microbe rapidement et à moindre coût, sans jamais avoir à faire croître l’organisme dans un laboratoire.



Adapté d’après J. Hirshfeld - Source : R.S. Lasken et J.S. McLean / Nature Reviews Genetics 2014.

Tout cela s’éclaircit

Certains microbiologistes se sentent comme les astronomes qui, après des années de regarder vers le haut dans l’obscurité, reçurent pour travailler le télescope spatial Hubble. Des milliards de galaxies sont ont pu être envisagées et vues. Banfield attend ce nouvel univers microbien à ‘mapper’, à décrire, au cours des prochaines années. Alors, dit-elle, une époque encore plus excitante commence : la science explore comment ces bactéries de la ‘matière noire’ arrive à se maintenir en vie et à sa multiplier. « Elles sont en train de faire beaucoup de choses et nous n’avons aucune idée de tout cela », dit-elle.

Une partie de l’excitation vient du fait de savoir si ces microbes ont une possibilité d’apporter des solutions inattendues à des problèmes que les scientifiques ne pouvaient pas résoudre. Considérer que l’enzyme qui rend la technique de laboratoire PCR possible, cette technologie est venue d’organismes qui vivent à l’intérieur des milieux hydro-thermiques du parc national de Yellowstone. La technologie PCR, qui fonctionne comme un photocopieur pour faire des copies multiples de segments d’ADN, est maintenant utilisée dans un large éventail de situations, pour diagnostiquer le cancer et des tests de paternité. CRISPR, une technologie d’édition génomique puissante, repose sur des ’ciseaux moléculaires’ qui ont été trouvés dans des bactéries (SN : 9/3/16, p. 22).

[Voir l’article « CRISPR inspires new tricks to edit genes - The molecular tool enters a new phase of creative uses ». By Tina Hesman Saey 7:00am, August 24, 2016. Site : https://www.sciencenews.org/article/crispr-inspires-new-tricks-edit-genes].

[CRISPR - Voir aussi les articles qui ont été postés sur le site ISIAS :

’L’édition génomique (Genome Editing pour les anglophones) ou « édition du génome avec des nucléases modifiées » quésaco ?’, par Jacques Hallard, jeudi 21 juillet 2016 - français

’Les effets hors-cible de l’édition génomique peuvent-ils être réduits et insignifiants ?’ par GM WATCH. Traduction de Jacques Hallard, jeudi 5 mai 2016 - français

’Comment l’édition génomique est en train de changer ce à quoi ressemble un animal de laboratoire’ par Bethany Brookshire. Traduction de Jacques Hallard, dimanche 6 novembre 2016 - français

Et puis encore consulter les articles postés sur le site ‘yonne lautre’ :

CRISPR/Cas9 : comment modifier les génomes va changer la société, mercredi 5 octobre 2016 par Yonne Lautre - français

CRISPR : les OGM changent, les vieux mythes demeurent !, mercredi 28 septembre 2016 par Yonne Lautre - français

Génétique humaine Epigénétique,mardi 21 avril 2015 par Yonne Lautre - français ].

Banfield estime que 30 à 50 pour cent des organismes nouvellement découverts contiennent des protéines qui n’ont jamais rencontré une boîte de Pétri. Leur fonction dans la chimie de la vie est un mystère obscur. Puisque les microbes constituent la forme des organismes vivants qui est la plus abondante au monde, Banfield affirme ceci : « la grande majorité de la vie sur Terre se compose de la biochimie que nous ne comprenons pas. Mais si nous arrivions à percer ces inconnues, l’avenir pourrait être très lumineux ».

Cet article est paru le 17 septembre 2016, dans la revue ‘Science News’ sous le titre ’Out of the dark.’

Citations

L. Solden et al. The bright side of microbial dark matter : lessons learned from the uncultivated majority. Current Opinion in Microbiology. Vol. 31, Published online May 16, 2016, p. 217. doi : 10.1038/nature12352.

T. Woyke et al. Symbiosis insights through metagenomics analysis of a microbial consortium. Nature. Vol. 443, October 26, 2006, p. 950. doi : 10.1038/nature12352.

C. Rinke et al. Insights into the phylogeny and coding potential of microbial dark matter. Nature. Vol. 499, July 25, 2013, p. 431. 10.1038/nature12352.

B. Leuf et al. Diverse uncultivated ultra-small bacterial cells in groundwater. Nature Communications. Vol. 6, Published online February 27, 2015, p. 6372. doi : 10.1038/ncomms7372.

X. He et al. Cultivation of a human-associated TM7 phylotype reveals a reduced genome and epibiotic parasitic lifestyle. Proceedings of the National Academy of Sciences. Vol. 1, January 6, 2015, p. 244. doi : 10.1073/pnas.1419038112.

L. Ling et al. A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance. Nature. Vol. 517, January 22, 2015, p. 455. doi : 10.1038/nature14098.

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Actualités sur la résistance des bactéries aux antibiotiques –

Bactéries : leur résistance est inquiétante - Sixactualités {{}} {{}}
Les microbes sont partout malheureusement. Le corps humain est porteur de bactéries qui sont indispensables à son bon fonctionnement. Pourtant, la résistance aux antibiotiques inquiète les médecins. Peut-on vraiment se protéger contre les microbes...
Portes de WC, chaussettes antidérapantes : les bactéries résistantes sont partout ou presque Fémin Actu  
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Les bactéries résistantes aux antibiotiques continuent leur expansion, les chercheurs s’inquiètent France Soir
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Les bactéries résistantes aux antibiotiques se trouvent partout Actu Santé .net
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Chaussettes, WC d’aéroports : les bactéries résistantes sont partout ! Le Point

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Traduction, compléments entre […], ajout d’une annexe sur la résistance des bactéries aux antibiotiques et intégration des liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 15
/11/2016

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