Le Moteur du Flagel Bactérien: actionneur et senseur biologique à l'échelle du nanometre – FlagMotor

La plupart des bactéries sont capables de mouvement actif dans un environnement liquide, ce qui leur confère un avantage sélectif pour la survie. Le Moteur Flagellaire Bactérien (BFM) est la puissante machine moléculaire qui pilote ce mouvement en faisant tourner chaque flagelle à sa base, en changeant le sens de rotation en quelques millisecondes, et ce faisant en s'adaptant aux conditions environnementales. Les études récentes révèlent que le moteur présente un comportement dynamique étonnamment riche, à la fois dans sa puissance de sortie, ses composants internes et ses mécanismes, que nous commençons seulement à comprendre. Une partie de la complexité du BFM repose sur la nature de sa source d'énergie elle-même le résultat d'un processus complexe hors d'équilibre. Le BFM peut être apparenté à un moteur électrique qui consomme de l'énergie à partir d’un gradient électrochimique établit de part et d’autre de la membrane, la force proton-motrice (PMF), par l’activité de la respiration cellulaire. La PMF joue un rôle central dans plusieurs processus cellulaires dont le fonctionnement de deux nanomoteurs que sont l’ATP synthase et le BFM. D'un point de vue physique, la PMF résulte d’une activité de pompage ou de translocation des protons du compartiment interne vers l’extérieur par des complexes spécialisés diffusibles dans la membrane, et dissipée par l’activité de complexes comme le BFM.

Dans ce projet, notre consortium combinera l’utilisation de techniques de pointe de manipulation et de détection de molécules uniques à celle de stratégies génétiques et biochimiques et de développement de nouvelles analyses théoriques pour mieux comprendre le caractère dynamique du moteur flagellaire et de sa source d'énergie, au niveau du complexe et de la cellule unique. Ce projet sera porteur de nombreuses avancées en raison du rôle central du BFM et de la PMF dans le métabolisme bactérien. Il permettra d'approfondir notre connaissance du fonctionnement de nanomachines biologiques complexes, ainsi que de mettre en lumière l'activité électrique des bactéries, connaissances fondamentales ayant de nombreuses retombées technologiques potentielles.