Une protéine surprenante qui régule la mobilité de bactéries

Des chercheurs de l’Université Paris-Saclay viennent de découvrir les propriétés insolites d’une protéine impliquée dans la motilité bactérienne.

De nombreuses bactéries sont motiles, ce qui signifie qu’elles se déplacent dans leur environnement. Elles disposent à cet effet d’assemblages protéiques très complexes, qui organisent et coordonnent les mouvements. Or ces bactéries en mouvement doivent parfois opérer des changements de direction.

Jacqueline Cherfils et son équipe Biochimie structurale des petites GTPases du Laboratoire de biologie et pharmacologie appliquée (LBPA - Université Paris-Saclay, ENS Paris-Saclay, CNRS), en collaboration avec une équipe de Marseille, ont étudié ces mécanismes moléculaires chez Myxococcus xanthus, une bactérie qui se déplace et change de direction de façon coordonnée.

Deux protéines déterminent majoritairement le sens de déplacement de cette bactérie : MglA et MglB. MglA appartient à la grande famille des petites GTPases, qui se retrouve dans tous les domaines du vivant. Ces protéines existent généralement sous deux formes, active ou inactive, et régulent un certain nombre de processus biologiques en passant d’un état à l’autre. C’est MglB qui assure l’inactivation de MglA.

Dans la bactérie en déplacement, MglA et MglB se trouvent à l’opposé l’une de l’autre, MglA à l’avant de la bactérie et MglB à l’arrière. Lorsque la bactérie change de direction, MglA et MglB inversent leur position, ce qui implique qu’un messager assure le passage de cette information entre les deux protéines. Jusqu’ici, l’identité de ce messager était restée mystérieuse.

Dans leur étude, les chercheurs démontrent que ce messager n’est autre que la petite GTPase MglA, qui ne dispose pas de deux mais de trois états, deux formes actives et une forme inactive. L’une des formes actives serait le messager, et la conversion entre les trois états serait assistée par la forme inactive de MglA.

La découverte de cette nouvelle forme de MglA, en plus d’apporter un éclairage important sur les mécanismes moléculaires de la motilité de M. xanthus, ouvre un nouveau champ d’étude : la recherche de GTPase à trois états chez d’autres organismes vivants.

Galicia, Christian, et al. "MglA functions as a three-state GTPase to control movement reversals of Myxococcus xanthus ." Nature communications 10.1 (2019): 1-12.