Electro-méchanique bactérienne – BaElMec

La vie repose sur une lutte continue pour se maintenir hors d'équilibre. Pour ce faire, tous les systèmes vivants consomment et reconstituent en permanence un réservoir d'énergie consistant en une différence de potentiel électrochimique établie à travers des membranes spécialisées lors de la respiration cellulaire. Appelé Proton Motive Force (PMF), un tel potentiel est un paramètre physiquement quantifiable, avec des unités de volts, activement établi pendant le processus de respiration cellulaire, au cours duquel les protons sont activement pompés à l'extérieur de la membrane. À son tour, le PMF est consommé par une variété de processus via des canaux ioniques spécialisés, le principal étant la synthèse d'ATP, commune à tous les règnes de la vie. Chez les bactéries, un autre consommateur majeur de PMF de la cellule est le puissant complexe moteur à l'échelle nanométrique appelé moteur flagellaire bactérien (BFM). Le moteur, utilisant un flux de protons ou de sodium à travers la membrane via des composants dynamiques spécialisés, fait tourner en continu chaque flagelle de la cellule, produisant des vitesses de centaines de Hz. Ce système mécanique raffiné propulse la bactérie dans le liquide, et est responsable de la motilité cellulaire et de la chimiotaxie, la capacité des bactéries à se déplacer activement en suivant des gradients bénéfiques de nutriments dans leur environnement. Alors que de nombreux détails statiques structurels ont été dévoilés pour les complexes protéiques composant le moteur flagellaire et ceux produisant le PMF (la source d'énergie du moteur), plusieurs aspects du comportement dynamique des deux ne sont toujours pas élucidés et nécessitent une approche physique de la étude de la dynamique et de la mécanique à l'échelle nanométrique.
L'objectif de notre projet est de dévoiler les propriétés électromécaniques qui couplent le moteur flagellaire à la force motrice du proton chez les bactéries.