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Voir une bactérie changer son ADN pour résister aux antibiotiques


Au CEA-IRCM, des chercheurs ont mis au point une technique pour observer l’incorporation dans les bactéries de nouveaux gènes issus de leur environnement. Ce phénomène est à l’origine de la résistance aux antibiotiques.

Publié le 12 octobre 2016

​La mutation constante des bactéries est un problème de santé publique majeur. Grâce à leur capacité d’intégrer du matériel génétique de leur environnement pour s’adapter aux contraintes, notamment la présence d’antibiotiques, elles deviennent résistantes. « Il s’agit d’une compétence naturelle présente dans beaucoup de bactéries pathogènes, notamment S. pneumoniae, V. cholerae, H. influenzae et Helicobacter pylori », explique Pablo Radicella, responsable de laboratoire au CEA-IRCM. « Cette dernière est responsable de 75% des ulcères et associée à la grande majorité des cancers gastriques. Helicobacter pylori est présente dans l’organisme de 50% de la population mondiale ! »

​Capture, internalisation et expression de l’ADN exogène par une bactérie H. pylori. On observe la formation d’un foyer d’ADN (signal rouge) au pôle de la bactérie où se trouve la machinerie de transport d’ADN. Suite à son internalisation on détecte l’expression de l’ADN exogène qui code pour une protéine fluorescente verte. La barre correspond à 1 µm. 

© S. Marsin​


Connaître les mécanismes d’intégration de l’ADN environnant chez les bactéries est utile pour mettre au point de nouvelles stratégies de lutte contre la résistance aux antibiotiques. Des chercheurs du CEA-IRCM ont mis au point une méthode pour scruter ces mécanismes chez Helicobacter pylori. Cette bactérie, présente dans l’estomac, est particulièrement douée pour capter l’ADN de l’environnement. Les gènes de résistance se propagent ainsi facilement de bactérie à bactérie. Observer l’intégration d’un ADN étranger dans Helicobacter pylori n’est pas une mince affaire. « En effet, les cellules des bactéries à gram-négatif possèdent une double membrane, souligne le biologiste. Nous avons mis au point un marquage fluorescent capable de suivre le passage de l’ADN de l’extérieur vers l’intérieur des cellules bactériennes, là où l’ADN va être intégré dans le génome. » Les méthodes classiques utilisent une molécule marqueur qui reste piégée entre les deux membranes. Les scientifiques utilisent ici une molécule fluorescente plus petite qui s’incorpore au centre de la chaîne d’ADN que l’on souhaite suivre. « Nous avons suivi le trajet de l’ADN par microscopie confocale  », poursuit-il. « Ce système de transfert d’ADN est très efficace car nous avons observé jusqu’à 50 % des cellules bactériennes dont le génome a intégré des nouvelles séquences. L’ensemble du processus, de la mise en présence de l’ADN étranger jusqu’à l’expression du gène recombiné, peut durer moins d’une heure. »

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