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)