Spore bactérienne

Définition

La spore, aus­si appe­lée endo­spore, est une forme de vie très résis­tante qui appa­rait chez cer­taines bac­té­ries lorsque les condi­tions de l’en­vi­ron­ne­ment deviennent défa­vo­rables. Elle per­met de se pro­té­ger de :

- de carence nutritive

- de la chaleur

- d’a­gents chi­miques (ex : anti­bio­tiques) ou physiques

- du vieillis­se­ment cellulaire

- de radia­tions UV ou gam­ma (radio­ac­tif)

Structure de la spore

Cette forme cel­lu­laire est mul­ti­couche, chaque couche pos­sé­dant des pro­prié­tés différentes.

Cellule sporale

La cel­lule spo­rale contient l’en­semble des struc­tures cel­lu­laires (ribo­somes, ADN, …). La cel­lule est très déshy­dra­tée (l’eau repré­sente seule­ment 25 à 55 % du poids humide). Elle est entou­rée par une mem­brane interne. L’ADN est pro­té­gé par des pro­téines (SAPS, acid-soluble spore pro­teins en anglais).

Membrane interne

La mem­brane (interne) pos­sèdes des lipides simi­laires à la cel­lule végé­ta­tive, par contre, les pro­téines trou­vées sont elles dif­fé­rentes. Ces modi­fi­ca­tions per­mettent de dimi­nuer la per­méa­bi­li­té de la membrane.

Cortex

Le cor­tex est com­po­sé de pep­ti­do­gly­cane. Sa com­po­si­tion est dif­fé­rente de celle du pep­ti­do­gly­cane de la cel­lule végétative.

Membrane externe

La mem­brane externe se trouve entre le cor­tex et la tunique. Elle a un rôle impor­tant lors de la for­ma­tion de la spore. Par contre elle ne pos­sède pas de rôle connu dans les pro­prié­tés de résis­tances de la spore. Elle pour­rait conte­nir des pig­ments ser­vant à pro­té­ger des radia­tions ou ser­vir de bar­rière de sélectivité.

Tunique

La tunique de la spore contient des pro­téines for­mant de fines couches concen­triques et ayant un rôle de bar­rière. Elles réduisent la per­méa­bi­li­té des molé­cules de haut poids molé­cu­laires comme des enzymes. La tunique inter­vient aus­si dans la pro­tec­tion vis-à-vis de la pré­da­tion. Les pro­téines de la tunique servent aus­si de façon indi­recte de bou­clier en réagis­sant avec des molé­cules toxiques avant qu’elles n’aillent plus pro­fon­dé­ment dans la spore. La tunique contient des pro­téines comme des cata­lases qui pro­tègent d’a­gents chi­miques. Il peut aus­si avoirs des pig­ments qui pro­tègent des radia­tions UV.

Exosporium

L’exosporium est une mem­brane très mince trou­vée à la sur­face des spores de cer­taines bac­té­ries. Son rôle est encore incon­nu. Cette mem­brane pour­rait ser­vir de bar­rière contre les anti­corps chez Bacillus anthra­cis.

Sporulation

La spo­ru­la­tion a lieu lorsqu’il y a un épui­se­ment en nutri­ments ou des varia­tions des condi­tions phy­si­co-chi­miques de l’en­vi­ron­ne­ment néfastes pour la bac­té­rie. La for­ma­tion de la spore a lieu à l’in­té­rieur de la bac­té­rie et com­mence par la dupli­ca­tion de l’ADN. La bac­té­rie empa­quette l’ADN syn­thé­ti­sé dans un com­par­ti­ment cel­lu­laire qui est ensuite recou­vert de plu­sieurs couches de pro­tec­tions. À la fin de la spo­ru­la­tion, la cel­lule peut res­ter intacte avec la spore ou au contraire la libé­rer en étant lysée.

Germination (retour à la forme végétative)

Lorsque les condi­tions sont favo­rables à la crois­sance, la spore s’hy­drate. Il y a une péné­tra­tion de méta­bo­lites effec­teurs à l’in­té­rieur de la spore. Cela entraine une des­truc­tion de la paroi de la spore et une reprise de l’ac­ti­vi­té cellulaire.

Organisme modèle pour l’étude des spores

Bacillus sub­ti­lis est un orga­nisme modèle pour l’é­tude de la spore. Les résul­tats obte­nus pour cette souche bac­té­rienne ont pu être uti­li­sés pour com­prendre la for­ma­tion de spores chez d’autres espèces. Il existe néan­moins des méca­nismes spé­ci­fiques, à cer­taines espèces bactériennes.

Observation des spores au microscope

Les spores bac­té­riennes peuvent être visua­li­sées par micro­sco­pie optique via une colo­ra­tion au vert de Malachite. Cette colo­ra­tion per­met de déter­mi­ner la pré­sence de spore et leur loca­li­sa­tion dans les cellules.

Références bibliographiques

Leggett, M., McDonnell, G., Denyer, S., Setlow, P. & Maillard, J. Y. (2012), Bacterial spore struc­tures and their pro­tec­tive role in bio­cide resis­tance. Journal of Applied Microbiology, 113 : 485–498. doi:10.1111/j.1365–2672.2012.05336.x (lien)

Setlow, P. (2014). Spore resis­tance pro­per­ties. Microbiol Spectrum 2(5):TBS-0003–2012. doi:10.1128/microbiolspec.TBS-0003–2012. (lien)