Zoom Science - Plongée glacée dans les entrailles d’une cyanobactérie biominéralisante - Novembre 2018

L’existence de bactéries formant des phases amorphes de carbonate de calcium intracellulaires semble paradoxale. En effet, la concentration en ions calcium nécessaire pour permettre la précipitation de ces phases minérales est bien supérieure au seuil de toxicité admis pour les intérieurs cellulaires. Pour résoudre ce mystère, des membres de l’IMPMC en collaboration avec des scientifiques de l’Institut Pasteur et de l’I2BC¹ ont récemment analysé l’ultrastructure de ces bactéries en utilisant la cryo-microscopie électronique en transmission. Ceci leur a permis de montrer que les grains de carbonate de calcium se forment au sein d’un nouveau compartiment intracellulaire séparé du reste de la cellule par une enveloppe lipidique et/ou protéique. Ces observations résolvent ainsi le paradoxe apparent : le nouveau compartiment permet la création de conditions propices à la précipitation minérale, notamment via une concentration élevée en ions calcium, tout en préservant le reste de la cellule de la toxicité du calcium. Au final, cette étude montre l’existence de structures spécifiques développées par des bactéries au cours de l’évolution pour la formation de carbonates de calcium intracellulaires.

Légende image :
Micrographies de cryo-MET montrant une cellule de Gloeomargarita lithophora en coupe (à droite). Deux granules de carbonate de calcium amorphes denses aux électrons apparaissent au centre de la cellule. Les membranes distribuées concentriquement délimitent les thylakoïdes. Un grandissement autour d’une inclusion de carbonate montre une enveloppe (flèche au centre, barre d’échelle 10 nm). à gauche : carboxysome (barre d’échelle : 50 nm).

© IMPMC

1. Institut de Biologie Intégrative de la Cellule

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Référence

"Amorphous calcium carbonate granules form within an intracellular compartment in calcifying cyanobacteria"
Marine Blondeau, Martin Sachse, Claire Boulogne, Cynthia Gillet, Jean-Michel Guigner, Fériel Skouri-Panet, Mélanie Poinsot, Céline Ferard, Jennyfer Miot, Karim Benzerara
Frontiers in Microbiology, 9, #1768 (2018)

https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01768

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