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Magnétosome

Définition

Les magnétosomes sont des organites présents chez certaines bactéries (dites magnétotactiques) et les aidant à s’orienter le long du champ magnétique terrestre. Un magnétosome est composée d’un cristal de fer magnétique contenu dans une membrane lipidique. À l’intérieur de la bactérie, plusieurs magnétosomes sont alignés et forment une chaine fixée au cytosquelette.

Schéma d’une bac­té­rie magné­to­tac­tique et d’un magné­to­some. Les magné­to­somes sont fixés entre eux via un fila­ment (cytos­que­lette). La taille des cris­taux de fer, conte­nus dans les magné­to­somes, est d’en­vi­ron 35 à 120 nano­mètre.

Structure d’un magnétosome

Les cristaux des magnétosomes contiennent du fer présent sous forme d’oxyde (Fe3O4 ; magnétite) ou de sulfure (Fe3S4 ; greigite). Ces cristaux possèdent un moment magnétique comme les aimants, c’est-à-dire qu’ils peuvent s’aligner sur un champ magnétique. En étant alignés les magnétosomes agissent comme un seul « aimant » au lieu de plusieurs petits.

Magnétosome et génétique

Plus de 30 gènes sont nécessaires pour la synthèse des magnétosomes. Parmi ceux-ci on retrouve les groupes de gènes mam, mms et mtx qui sont localisés ensemble sur un îlot génétique. Des expériences ont montré le transfert horizontal de cet îlot génétique.

Apparition des magnétosomes

Il est difficile de dater avec précision l’apparition des premières bactéries magnétotactiques néanmoins des études scientifiques donnent quelques indices. Des fossiles de magnétosomes, appelés magnétofossiles, ont été trouvés dans des roches datant d’il y a 1,9 milliards d’années. L’analyse des gènes responsable de la formation des magnétosome indiquerait une origine il y a 3 milliards d’années.

Application des magnétosomes en biotechnologies

Les magnétosomes ont de nombreuses applications en biotechnologie, après avoir été extrait des bactéries. Parmi celles-ci on peut citer le transport de médicaments. Pour cela des médicaments sont fixés à la surface de magnétosomes qui seront transportés dans le corps humain via un champ magnétique. Une autre utilisation en médecine serait comme agent de contraste pour les IRM (Imagerie par Résonance Magnétique).

Références bibliographiques

Goswami, P., He, K., Li, J., Pan, Y., Roberts, A. P., & Lin, W. (2022). Magnetotactic bacteria and magnetofossils: Ecology, evolution and environmental implications. NPJ biofilms and microbiomes, 8(1), 43. doi.org/10.1038/s41522-022-00304-0 (lien)

Vargas, G., Cypriano, J., Correa, T., Leão, P., Bazylinski, D., & Abreu, F. (2018). Applications of magnetotactic bacteria, magnetosomes and magnetosome crystals in biotechnology and nanotechnology: Mini-Review. Molecules, 23(10), 2438. doi:10.3390/molecules23102438 (lien)