COMMUNICATION CELLULAIRE

Communication et communautarisme chez les êtres unicellulaires

Par définition, les êtres unicellulaires ne forment pas d’organismes. Pour autant, un certain degré d’organisation peut exister au travers de communications entre cellules de même type ou entre cellules d’espèces unicellulaires différentes, voire très différentes.

Chez les bactéries, on observe des communautés dont le développement est synchronisé et conduit à la constitution de biofilms. Ces biofilms, composés, entre autres, de polysaccharides, de protéines, d’agents tensioactifs, de lipides, de glycolipides, se forment sur des surfaces biologiques (muqueuses, dents…) ou non biologiques (tuyaux, planchers…) et protègent l’ensemble de la communauté contre les antibiotiques, les désinfectants ou la réponse immunitaire de l’hôte. La formation d’un biofilm nécessite un nombre suffisant de bactéries et des molécules messagères informent les cellules que le quorum requis est atteint. Parmi ces molécules messagères, on compte l’AMPc, qui est donc ici un médiateur intercellulaire, alors que c’est un très important second messager intracellulaire chez les animaux. Il est également intéressant d’observer que des communautés voisines de bactéries Bacillussubtilis dans des biofilms séparés peuvent même se coordonner et présenter des oscillations de croissance en opposition de phase. Ceci leur permet de profiter, chacune à son tour, du total des ressources disponibles.

Les levures, en particulier Saccharomyces, ont été très étudiées du fait de leur intérêt agroalimentaire ou de leur pathogénicité, mais aussi pour leur intérêt scientifique fondamental s’agissant de micro-organismes eucaryotes. Comme les bactéries, les levures ne forment pas d’organismes pluricellulaires mais des communautés. Les communications directes entre levures s’exercent via des protéines membranaires telles les floculines, qui sont des lectines et reconnaissent donc des chaînes polysaccharidiques de leurs compagnes pour former une masse solide (voile, biofilm…). Les levures communiquent également entre elles via des molécules solubles, en particulier des dérivés phénoliques comme le farnesol et le tyrosol, pouvant diffuser et ayant des effets opposés sur l’organisation de la communauté.

Les protistes, telles les amibes ou les paramécies, sont des êtres unicellulaires à la morphologie complexe et de grande taille. Ces cellules présentent cependant, en cas de ressources limitées, des phases avec plusieurs phénotypes différents pour constituer des spores qui permettent la survie en situation de stress. Chez l’amibe, lorsque la densité de proies bactériennes devient basse par rapport à leur protéine senseur de population, appelée PSF, l’expression de la protéine kinase YakA est activée. Cette dernière lève l’inhibition qui pèse sur une protéine kinase AMPc-dépendante. Cette dernière stimule l’expression de plusieurs gènes responsables de l’agrégation en spores dont un récepteur membranaire de l’AMPc. Cela conduit à une boucle positive d’activation par l’AMPc de la formation des spores. L’AMP cyclique joue donc ici un rôle de messager intercellulaire.

Les lichens sont généralement décrits comme des partenariats symbiotiques entre champignons et algues occupant des niches pauvres en nutriments. Il est néanmoins admis maintenant que des communautés bactériennes participent également à la constitution de ces associations interespèces. Certaines de ces bactéries possèdent les gènes permettant la synthèse d’auxines et pourraient donc ainsi attirer leurs partenaires eucaryotes et se faire accepter d’eux.