La septation de D. radiodurans observée par imagerie de fluorescence 3D et cryo-tomographie électronique sur lamelles de cellules
Contrairement à la plupart des bactéries, Deinococcus radiodurans se divise selon un mécanisme dit de « portes coulissantes ». Au lieu que la paroi cellulaire se referme comme un iris tout autour de la périphérie de la cellule, deux nouvelles parois cellulaires à bords plats se développent vers l’intérieur à partir des côtés opposés de la cellule, se rencontrant et fusionnant au milieu de la cellule. Afin d’élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents à ce processus de division inhabituel, nous avons collaboré avec les groupes MICA et PG de l’IBS et combiné des approches d’imagerie de pointe. La microscopie de fluorescence sur cellules vivantes réalisée sur la plateforme d’imagerie M4D nous a permis d’observer la division des cellules en temps réel, tandis que la cryo-tomographie électronique réalisée sur de fines lamelles congelées de la bactérie a révélé divers intermédiaires de la division cellulaire et la fine architecture de la paroi cellulaire à chaque étape du processus. Cette puissante combinaison a permis de découvrir la structure complexe en couches de l’enveloppe de la bactérie et de montrer comment les septa ou « portes coulissantes » se développent, se redressent et fusionnent.
Une découverte frappante a été la présence de fines protubérances membranaires à l’extrémité des septa en croissance. Une autre découverte importante a été la présence d’une structure à double arche à l’extrémité des septa comportant une couche épaisse et rigide de peptidoglycane, correspondant à FtsZ et FtsA, deux acteurs clés de la division cellulaire bactérienne. Ces résultats suggèrent que la paire FtsA/FtsZ joue un rôle important dans la rigidification des septa en régulant l’emplacement du mécanisme de synthèse du peptidoglycane avec lequel elle interagit.
Publications
Gaifas L, Kleman JP, Lacroix F, Schexnaydre E, Trouvé J, Morlot C, Sandblad L, Gutsche I & Timmins J. Combining live cell fluorescence imaging with in situ cryo-electron tomography sheds light on the septation process in Deinococcus radiodurans. Proc. Nat. Acad. Sciences (2025) DOI : 10.1073/pnas.2425047122