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Aug 02, 2023

Répondre à : Antibiotiques et ordre hexagonal dans la membrane externe bactérienne

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 4773 (2023) Citer cet article 861 Accès 1 Détails d'Altmetric Metrics L'article original a été publié le 9 août 2023 en réponse à G. Benn et al.

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 4773 (2023) Citer cet article

861 accès

1 Altmétrique

Détails des métriques

L'article original a été publié le 9 août 2023

répondant à G. Benn et al. Communications sur la nature https://doi.org/10.1038/s41467-023-40275-0 (2023)

Benn et coll. commentent que les réseaux hexagonaux observés dans les patchs de la membrane externe (OM) lors de l'ajout de polymyxine pourraient être formés par des protéines de la membrane externe (OMP). Ils supposent que les lipopolysaccharides (LPS) dépassent au-dessus des OMP, ce qui pourrait masquer les OMP et empêcher leur imagerie par l'AFM. En outre, ils spéculent que la polymyxine ordonne d’une manière ou d’une autre les molécules de LPS, de telle sorte que le réseau OMP caché soit révélé lors de l’ajout de polymyxine. En effet, tel ou tel polymyxine induit d'autres changements biophysiques au niveau de la membrane, sont des scénarios possibles qui pourraient découler de notre étude1 et qui nécessiteront des investigations plus approfondies, éventuellement avec des modalités d'imagerie temporelle ou spatiale plus élevées.

Il est établi depuis des décennies que les OMP peuvent assembler différents assemblages densément emballés dans des membranes lipidiques, dont la géométrie dépend de plusieurs paramètres, notamment la composition lipidique, les électrolytes et le protocole d'incubation2. Nos parcelles membranaires de vésicules membranaires externes (OMV) libérées nativement par Escherichia coli et imagées par AFM haute résolution montrent des régions de différentes densités d'OMP, c'est-à-dire avec un assemblage dense d'OMP, un assemblage clairsemé d'OMP ou presque dépourvues de tout OMP ( Fig. 1a à f). À partir de ces membranes OMV, ainsi que des trimères OmpF reconstitués artificiellement dans des membranes phospholipidiques sous forme de réseaux cristallins, on peut mesurer que les OMP dépassent considérablement avec leurs domaines extracellulaires de la surface de la membrane afin qu'ils puissent être directement visualisés par la pointe de balayage de l'AFM (Fig. 1). Dans nos OMV, les régions densément peuplées d'OMP sont plus rares que les régions dépourvues d'OMP, qui ne sont vraisemblablement que des lipides car elles dépassent moins que les OMP.

a – c Images de hauteur AFM d'OMV collectées auprès d'E. coli surexprimant des OMP. une image de hauteur AFM d'ensemble d'un OMV enrichie dans l'OMP Tsx8. Lors de l'adsorption sur le mica, les OMV se sont ouverts sous forme de patchs membranaires monocouches. b Région de (a) imagée à une résolution plus élevée. La membrane contient des particules densément réparties dépassant de la membrane. c Image en hauteur haute résolution révélant des OMP (protubérances uniques) dans des arrangements densément emballés. d, e Vue d'ensemble de l'image de hauteur AFM d'un OMV enrichi en OMP BamA9. Les zones densément peuplées de BamA semblent plus hautes (jaunes, hauteurs de 10 à 15 nm) que la membrane environnante (hauteurs de 5 à 8 nm). f Surface extracellulaire des trimères OmpF dans une membrane contenant des lipopolysaccharides (LPS) et des lipides d'E. coli7. g Surface extracellulaire du modèle atomique des trimères OmpF rendus à 3 Å (h, i) Images en hauteur AFM haute résolution de réseaux de porines OmpF 2D assemblés dans des membranes lipidiques contenant du LPS et des phospholipides5. Les domaines extracellulaires formés par les longues boucles OmpF dépassent de 1,3 nm de la membrane. Les trimères OmpF sont représentés assemblés dans des agencements rectangulaires (h, 13,5 nm × 8,2 nm) ou trigonaux (i, 8,2 nm). Les images AFM représentent des images de hauteur prises dans une solution tampon. La plage de luminosité des images de hauteur AFM correspond à une plage verticale de 16 nm (a), 4 nm (b), 1 nm (c), 30 nm (d, e), ≈ 1-2 nm (f) et 1,5 nm (h, je). Les images de hauteur (f, h, i) sont affichées sous forme de vues en perspective. Barres d'échelle, 200 nm (a), 50 nm (b) et 20 nm (c), 160 nm (d), 130 nm (e), 10 nm (f) et 5 nm (g – i). Les images ont été tirées de (a – c) réf. 8, (d, e) réf. 9, (f) réf. 7, et (g – i) réf. 5.

Lors de l’ajout de polymyxines à ces patchs OMV, nous avons observé que la plupart des grandes surfaces auparavant vides se recouvrent de réseaux hexagonaux.

Cette formation se produit de manière très similaire, indépendamment de la composition en OMP des patchs membranaires. Les OMV collectées à partir de la souche de type sauvage d'E. coli MG1655 (Fig. 2), ainsi que les OMV de la souche d'E. coli BL21 (DE3) omp8, à partir de laquelle les OMP les plus abondantes, notamment OmpF, OmpC et autres, ont été génétiquement supprimées, montrent les mêmes structures de treillis. Les membranes OMV de la souche BL21 (DE3) omp8 comprennent principalement des lipides, comme l'indiquent les images de hauteur AFM à basse et haute résolution (Fig. 1d, e), et conformément à la grande capacité de cette souche à incorporer des OMP surexprimées3. Nous observons également les mêmes structures lorsque les OMV collectées à partir de la souche BL21 (DE3) omp8 sont spécifiquement enrichies en OmpG ou BamA monomères. Par conséquent, la formation de réseaux hexagonaux ne semble pas nécessiter la présence d’un OMP spécifique en grande abondance. Néanmoins, il est également clair que les OMP initialement présentes dans la membrane sont en quelque sorte incluses dans les réseaux hexagonaux, car nous observons fréquemment des zones membranaires entières recouvertes de réseaux lors de l'ajout de polymyxine (Fig. 2).