Academic literature on the topic 'Bactéries flagellées'

Cette étude présente des résultats concernant l'abondance et la biomasse des principales communautés de la boucle microbienne (bactéries hétérotrophes, picoplancton autotrophe, flagellés hétérotrophes, protistes ciliés) et des nano- et microalgues dans le grand (525 ha) et profond (48 m) lac oligomésotrophe Bobifcigskie Wielkie situé en Poméranie de l'ouest (Pologne). Les échantillons d'eau ont été prélevés en zone pélagique, en 1996. Dans la classe de taille du picoplancton, ce sont les bactéries hétérotrophes qui constituent le groupe trophique le plus abondant. Leur biomasse couplée à celle du picoplancton autotrophe beaucoup moins abondant (de 3,5 à 5,4 µg·C·L-1), constituait de 15 % à 22 % de la biomasse microbienne totale. La biomasse des protistes flagellés hétérotrophes et celle des protistes ciliés étaient proches (3,0-3,8 µg·C·L-1) et constituaient, en fonction de la profondeur de prélèvement, de 8 % à 24 % de la biomasse totale. Le phytoplancton de taille supérieure à 2,0 µm représentait la plus grande partie de la biomasse totale, à savoir de 50 % à 78 % (8,4-27,5 µg·C·L-1). Il était dominé, en ce qui concerne la taille des organismes, par le microplancton. Dans les couches supérieures du lac, les diatomées et les cryptophycées étaient les plus nombreuses, alors qu'en profondeur c'était les cyanobactéries filamenteuses du genre Planktothrix qui étaient les plus abondantes.

The ultrastructure of a bacterium, isolated from rusticles found on the wreck of the Royal Mail Steamship (R.M.S.) Titanic, was studied. The bacterium was rod-shaped, gram-negative and produced circular, off-white, opaque colonies on marine agar. Transmission electron microscopy revealed that the bacterium had a typical gram-negative cell wall structure; the nucleoid region was scattered throughout the cytoplasm and darkly stained inclusions were found in the cytoplasm. Negative staining illustrated the presence of 2-6 peritrichous flagella on the bacterium. This bacterial isolate may be part of transient consortia involved in the formation of the rusticles.On a étudié l’ultrastructure d’une bactérie, isolée de concrétions de rouille en stalactite provenant de l’épave du Royal Mail Steamship (R.M.S.) Titanic. La bactérie, en forme de bâtonnet, était Gram négatif et produisait des colonies circulaires, blanc cassé et opaques sur de l’agar marin. La microscopie électronique à transmission a révélé que la structure de la paroi cellulaire de la bactérie était typiquement Gram négatif; la région du nucléoïde était dispersée dans le cytoplasme, caractérisé par des inclusions foncées. La coloration négative a révélé la présence de 2 à 6 flagelles péritriches. Cet isolat bactérien pourrait faire partie des consortiums transitoires qui contribuent à la formation des concrétions de rouille.

Le rôle des bactéries est primordial partout dans la nature. Pensons seulement aux impacts qu’elles ont sur la santé humaine. Pour être en mesure de jouer leur rôle dans l’environnement, plusieurs bactéries ont besoin de se déplacer vers des sites spécifiques. Le moyen de locomotion le plus commun est le moteur flagellaire. Pour se propulser, les bactéries flagellaires possèdent un (ou des) moteur rotatif ancré dans leur membrane. Ce moteur transmet sa rotation à un long filament en forme d’hélice se trouvant à l’extérieur de la bactérie via un joint universel se nommant le crochet. Ce moteur fut l’un des premiers moteurs rotatifs biologiques à être découvert. De plus, un grand nombre d’études ont montré l’importance du moteur flagellaire durant les infections bactériennes. Ainsi, il a fait l’objet d’études intensives depuis plusieurs décennies. La vaste majorité de ces études ont toutefois été effectuées dans des milieux simples qui ne représentent qu’une infime partie des milieux biologiques naturels. En effet, les bactéries se déplacent souvent dans des milieux anisotropes, où les propriétés physiques dépendent de la direction. Par exemple, le mucus se trouvant un peu partout dans le corps humain, le liquide synovial qui lubrifie nos articulations, la peau et les biofilms sont tous des milieux qui peuvent être anisotropes et où les bactéries prolifèrent. Cette thèse par article présente les résultats obtenus durant notre étude de la motilité des bactéries flagellaires en milieux anisotropes. Puisque les milieux biologiques naturels sont difficiles à manipuler en laboratoire, un milieu synthétique a d’abord été choisi afin de mimer les propriétés de ces milieux. Deux types de milieux anisotropes ont été testés, les cristaux liquides (LCs) 5CB et DSCG. Seul le LC DSCG a été retenu puisque les bactéries ne peuvent pas pénétrer le LC 5CB. Pour créer le LC DSCG, des molécules sont dissoutes dans l’eau. À faible concentration, le milieu est isotrope, et à haute concentration le milieu devient anisotrope (un LC). Dans un premier temps, la vitesse et l’orientation du corps des bactéries ont été observées en faisant passer le LC DSCG de la phase isotrope à la phase anisotrope. Ces mesures ont d’abord confirmé que, dans un milieu anisotrope, les bactéries se déplacent en ligne droite et renverse leur mouvement plutôt que d’effectuer une marche aléatoire comme dans des milieux isotropes. L’observation du comportement bactérien a également démontré la présence d’une zone de prétransition dans les solutions isotropes de DSCG. À ces concentrations de DSCG, les molécules commencent à s’organiser sous forme de bâtonnets. Cette organisation explique pourquoi les bactéries deviennent collantes (via la force de déplétion), et pourquoi la viscosité augmente dans la zone de prétransition. Pour comprendre comment les bactéries peuvent renverser leur mouvement dans des milieux anisotropes, les filaments ont également été étudiés. Ces observations ont démontré que, durant le change de direction de la bactérie, le crochet n’est plus capable de jouer son rôle de joint universel et se bloque momentanément, permettant ainsi de changer l’orientation du filament. Cette réorientation du filament permet non seulement le renversement du mouvement de la bactérie dans le LC, mais également la réorientation du filament dans d’autres milieux comme dans des milieux poreux. Ce constat agrémenté de résultats provenant de la littérature nous permet de croire que le crochet bloqué est un phénomène universel se produisant dans tous les milieux. Pour terminer, la microscopie à champ sombre par guidage de lumière ainsi qu’une technique de microrhéologie seront exposées. Ces techniques ont été utilisées durant la caractérisation de la zone de prétransition. Tout au long de ce travail, il sera également souligné en quoi notre approche multidisciplinaire a été bénéfique.
Bacteria play an essential role in nature. We can simply think of their impact on human health to convince ourselves. To be able to play their role in the environment, bacteria often need to reach specific locations. The most common bacterial locomotion system is the flagellar motor. To propel themselves, the flagellated bacteria possess one (or few) rotary motor anchored in their membrane. This motor transfers its rotation to a long helical filament located outside the bacterium thanks to a universal joint called the hook. This motor was the first biological rotary motor discovered. Furthermore, several studies have shown the importance of the flagellar motor during bacterial infections. Thus, it has been the subject of intensive studies for several decades. Most of these studies, however, have been conducted in simple media that represent only a small fraction of natural biological environment. Indeed, bacteria often move in anisotropic media, where the physical properties depend on the direction. For example, mucus found throughout the human body, synovial fluid that lubricates our joints, skin and biofilms are all media that can be anisotropic and where bacteria proliferate. This thesis by article presents our study of the motility of flagellar bacteria in anisotropic media. Since natural biological media are difficult to manipulate in the laboratory, a synthetic medium was first chosen to mimic the properties of natural anisotropic media. Two types of anisotropic media were tested, the liquid crystals (LCs) 5CB and DSCG. Only the LC DSCG has been used since bacteria cannot penetrate the LC 5CB. To create the DSCG LC, molecules of disodium cromoglycate (DSCG) are dissolved in a water-based solvent. At low concentration, the medium is isotropic, and at high concentration the medium becomes anisotropic (a LC). First, the speed and the orientation of the body of the bacteria were recorded while changing the concentration of the DSCG LC to bring the solution from the isotropic phase to the anisotropic phase. These measurements first confirmed that, in an anisotropic environment, the bacteria move in a straight line and reverse their movement rather than performing a random walk as in isotropic media. Observation of bacterial behavior also demonstrated the presence of a pretransition zone in isotropic solutions of DSCG. At these concentrations of DSCG, the molecules begin to organize into rods. This organization explains why bacteria become sticky (via the depletion force), and why the viscosity increases in the pretransition zone. To understand how bacteria can reverse their motion in anisotropic media, the filaments have also been studied. These observations have shown that during the change of direction of the bacteria, the hook is no longer a universal joint and momentarily locks, thus changing the orientation of the filament. This reorientation of the filament does not only reverse the movement of the bacteria in the LC, but it also triggers the reorientation of the filament in other media as in porous media. This observation, supplemented by results from literature, suggests that the blocked hook is a universal phenomenon occurring in all environments. Finally, light-guided dark field microscopy and a microrheological technique will be exposed. These techniques were used during the characterization of the pretransition zone. Throughout this work, it will also be highlighted how our multidisciplinary approach has been beneficial.

Le nano-moteur qui se trouve à la base des flagelles des bactéries est une merveille de part sa structure et son rôle dans la survie des bactéries. Il permet la mise en rotation rapide (300Hz) d’un long filament à l’extérieur de la bactérie, filament qui va jouer un rôle comparable à une hélice de sous marin. Malgré sa taille, 45 nm dans son plus grand diamètre, cette nano-bio-machine est composée de milliers de protéines, briques essentielles à la vie. Ces protéines travaillent de concert afin de faire tourner le flagelle bactérien et permettre à la bactérie de se mouvoir dans son environnement au gré du milieu dans lequel elle évolue. Malgré son importance dans la vie bactérienne, son fonctionnement précis reste encore relativement flou aujourd’hui. Sa découverte il y a plus de 30 ans a permis l’accumulation de données qui permettent d’esquisser la structure de certaines des protéines, leur emplacement ou le rôle joue par certaines parties de ces mêmes protéines. D’autres expériences ont permis de déduire des caractéristiques mécaniques, comme les relations couple/vitesse de ce moteur. Cependant, sa description à l’échelle nanométrique reste a ce jour limité et sujette à questions. Dans le cadre de ma thèse, deux approches parallèles et complémentaires ont été développé afin de répondre à ce défi : le réassemblage de manière contrôlé in vitro d’une partie du moteur crucial pour le fonctionnement du moteur, l’étude à grande échelle des interactions entre les protéines identifiées comme étant essentielles à la rotation du flagelle. De nombreux outils qui n’avaient jamais été utilisés pour l’étude du moteur ont été mis en oeuvre : le microscope à force atomique, afin de visualiser dans un environnement proche du milieu natif les parties du moteur réassemblées, et la Micro Balance à Quartz pour les études d’interactions. Des nouvelles données ont pu être obtenues et synthétisées afin de proposer une nouvelle hypothèse de fonctionnement du Nano-moteur flagellaire des bactéries
The bacteria flagellar nanomotor is a nature marvel due to its structure and importance for bacteria. It allows the rotation at high frequency ( 300 Hz) of a long external filament. This filament plays a role comparable to a submarine helix and propels its host in the liquid environment. Despite its size, 45 nm at the largest diameter, this nano-bio-machine is composed of thousands of proteins. These proteins work together in order to generate the flagellar rotation and allow bacteria to swim freely in a liquid environment. Despite its importance for bacteria’s life, its precise mechanism remains unclear today. This motor was discovered more than 3o years ago and a large number of experimental data and hypotheses about its structure and mechanism have been accumulated. The overall assembly, the crystal structure of some constitutive proteins, and the role played by each component permit to draw a possible architecture of the motor. Others experiments has also highlighted some crucial aspects of this machine, through mechanical measurement of the torque developed by the motor, in order to define the torque/speed relationship. However, the nanoscale description of the motor remains limited and many interpretations are still questionable. In this work, I have developed two ambitious parallel and complementary ways to elucidate some open questions: the in vitro re-assembly in a control maner of an essential part of the motor, and a large scale study of the interactions between identified motor’s proteins crucial for the motor rotation. These approaches have been supported by the use of new tools, which had never been used before for studying this nano-motor: the Atomic Force Microscope (AFM), for visualizing in a close native environment part of the motor reassembled, and the Quartz Micro Balance for the interactions study. New experimental datas have been obtained and permitted to propose a new hypothesis of the mechanism of the Bacteria Flagellar Nano-Motor

La membrane plasmique est souvent décrite comme une structure délimitant et protégeant la cellule de son environnement. Son rôle est bien plus complexe et multifonctionnel, c’est une plateforme d’échange et de contact incontournable entre les milieux externes et internes des cellules. De nombreuses fonctions cellulaires lui sont étroitement liées comme la migration, le transport de molécules, certaine voie de signalisation ou le contact avec des micro-organismes. Les travaux de cette thèse se focalisent sur l’étude de processus cellulaires s’orchestrant au niveau membranaire par un système mimant les propriétés des bicouches lipidiques : les liposomes. Ce modèle in vitro, permettant un contrôle fin des conditions expérimentales, représente une alternative aux analyses sur cellules entières souvent peu concluantes, faute de pouvoir cibler suffisamment précisément un processus membranaire en particulier. Les liposomes permettent la focalisation sur une fonction ou un constituant en particulier. Dans cette thèse, l’utilisation du modèle biomimétique a été déclinée pour l’étude de plusieurs processus. Les mécanismes d’adhésion de bactéries flagellées sur les bicouches lipidiques ont été étudiés. Ces informations obtenues sont de haute importance dans le contexte de résistance aux traitements, nous permettant d’avoir plus de données pour le développement de thérapies alternatives aux traitements antibactériens actuels. Le modèle de liposomes a également été utilisé comme base pour la formation de protéoliposomes dans l’étude d’une protéine transmembranaire, MRP4 (multidrug resistance associated protein 4). L’étude de cette protéine constitue un enjeu dans le cadre des traitements multi-médicamenteux car elle est au centre des interactions médicamenteuses. Et enfin, le modèle a été utilisé pour la caractérisation de l’interaction des bicouches de lipides avec des molécules à fort potentiel thérapeutique : les polyphénols. L’ensemble de ces travaux a été réalisé dans le cadre d’une collaboration avec l’équipe du Pr. Patrick Trouillas (Equipe INSERM U1248, CHU de Limoges) qui s’intéresse au développement de modèles cellulaires biomimétiques in silico
The plasma membrane was often described as a structure delimiting and protecting the cell from its external environment. However, his role is much more complex and multifunctional. The membrane is an exchange platform at the cellular external and internal environments. Many cellular functions are closely related to it, such as migration, transport of molecules, some pathways of metabolic signaling, or the contact with micro-organisms. This thesis focuses on the study of some cellular processes occurring at the membrane interface using a system that can mimic the lipid bilayer properties. This membrane models that allow a precise control of the in vitro conditions, represent a good alternative to the often inconclusive studies on whole cells. Liposomes allow focusing on a particular function or constituent. In this thesis, the use of the biomimetic model was declined for the study of several processes. The mechanisms of adhesion of flagellated bacteria to lipid bilayers were studied as a function of the physical properties of the lipid bilayers. This information is of paramount importance in the context of antibiotic resistance, giving more information for the potential development of alternative therapies. The liposome model was also used for forming proteoliposomes to study of a transmembrane protein, MRP4 (multidrug resistance associated protein). The study of this protein is an issue in multi-drug treatments. Indeed, this protein is widely involved in drug interactions. Finally, the liposome model was used to characterize the interaction with lipid bilayers of molecules with high therapeutic potential: polyphenols. All of this work was done in collaboration with the team of the Prof Patrick Trouillas (INSERM U1248 team, Limoges University Hospital) working on the development of biomimetic cell models in silico

Clostridium tyrobutyricum, bactérie anaérobie, contamine le lait sous forme sporale. Elle est responsable du défaut butyrique des fromages à pâte pressée cuite ce qui entraîne des pertes économiques importantes dans l'industrie fromagère d'où l'intérêt de sa détection. Un anticorps monoclonal (21e7-b12) produit au laboratoire reconnaît cette bactérie. Afin d'améliorer le protocole d'immunisation par l'utilisation d'antigènes définis, cette étude comporte deux étapes. Dans un premier temps, la caractérisation de l'antigène, reconnue par l'anticorps 21e7-b12 a permis de définir la flagelline, protéine constitutive du filament flagellaire comme étant le porteur de l'épitope. Cet épitope situé à la surface des filaments flagellaires est de nature glucidique. L’analyse biochimique de la flagelline montre une masse moléculaire apparente de 46 kda et un point isoélectrique apparent acide. Sa composition partielle en acides aminés présente un fort pourcentage en sérine et thréonine ce qui suggère la présence de liaisons o-glycosidiques. Les 23 premiers acides amines de la flagelline et les 13 acides aminés d'un peptide tryptique interne ont été déterminés par séquençage n-terminal. Cette protéine nous est apparue intéressante du fait de sa structure en acides aminés qui montre une variabilité pouvant être mise à profit pour détecter spécifiquement une espèce ou un genre bactérien. Dans ce but, des réactions d'amplification de la partie codante du gène de la flagelline ont été effectuées dans un second temps. Le clonage et le séquençage des produits amplifiés ont permis l'obtention des 377 acides aminés de la partie codante. La comparaison de la séquence de la flagelline de C. Tyrobutyricum avec celles des flagellines connues permet de déduire des séquences spécifiques de C. Tyrobutyricum qui serviront à la production d'anticorps monoclonaux. Ce modèle peut être élargi à d'autres espèces bactériennes flagellées.

Bacillus cereus est fréquemment associé à des toxi-infections alimentaires et peut être responsable de pathologies opportunistes sévères. La présence de B. Cereus dans les industries agro-alimentaires compromet la qualité et surtout la sécurité des produits finis. La capacité de B. Cereus à former des biofilms sur différentes surfaces, renforce sa persistance sur les équipements de production industrielle. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis d'une part de caractériser la dynamique de formation du biofilm par B. Cereus et d'autre part, de mettre en évidence et de clarifier le rôle joué par les flagelles et par la mobilité flagellaire dans la formation de ce biofilm dans différentes conditions de culture. Nous avons montré que, en condition statique de culture, en tubes de verre ou en microplaques, la mobilité flagellaire est indispensable pour la formation du biofilm. La mobilité flagellaire est également impliquée dans le recrutement de bactéries planctoniques par le biofilm en développement et permet l'expansion du biofilm sur la surface colonisée. Nous avons montré que B. Cereus, est aussi capable de former des biofilms immergés dans les conditions de flux continu en flow-cell. La mobilité flagellaire n'est pas requise pour la formation du biofilm dans ces conditions. L'observation de ces biofilms en microscopie confocale montre la présence d'une sous-population de bactéries mobiles capables de traverser les différentes couches du biofilm. Enfin, nous avons montré que la mobilité flagellaire est impliquée dans le pouvoir pathogène de la bactérie chez la larve du lépidoptère Galleria mellonella infectée par voie orale. La mobilité, favorise l'adhésion des bactéries sur des cellules épithéliales HeLa
Bacillus cereus is an opportunistic pathogen frequently associated with food poisoning and involved in rare but severe local or systemic infections. Contamination of food industry products by B. Cereus can result in economical injuries and might raise safety concerns. The capacity of B. Cereus to form biofilm on different surfaces increases its persistence in the food industry equipments. Here, we have determined the dynamics of biofilm formation by B. Cereus and the roles played by flagella and flagellar motility in B. Ce reus biofilm formation in different growth conditions. We have shown that, in static cultures runned in glass tubes or in microtiter plates, flagellar motility is required for biofilm formation. Motility was necessary for the bacteria to have access to the air-liquid interface where the biofilm develops. Flagellar motility was also involved in the recruitment of planktonic bacteria by the biofilm and promoted biofilm expansion on the colonized surface. We found that B. Cereus is able to form immersed biofilms in continuous flow conditions in flow­cells. However, in these growth conditions, flagellar motility was not required for biofilm formation. Observation of biofilms by confocal microscopy have shown the presence of a subpopulation of bacteria able to move through the different biofilm. The speed of these mobile bacteria could reach values up to approximately 16 μm/s. This speed decreased when the biofilm became older and mature, probably as a consequence of an increase in the exopolysaccharide matrix density. Finally, we demonstrated that flagellar mobility was involved in the bacterium pathogenicity in an isect model. In this model, larvae of the wax moth Galleria mellonela was infected by the oral route. Motility, but not the simple presence of flagella, promoted adhesion of bacteria on epithelial HeLa cells

L’importance des compartiments microbiens dans le fonctionnement trophique et biogéochimique des écosystèmes marins a amené à nous poser les objectifs suivants : caractérisation des virus, des bactéries et des flagellés et de leurs interactions dans le bassin de Marennes Oléron. Différentes approches ont été suivies : 1) une approche in situ avec des suivis mensuels (2006 et 2007) a permis de caractériser les dynamiques des compartiments microbiens et situer leur place dans le fonctionnement général du bassin en comparaison avec celui d’Arcachon. La succession des modes de fonctionnement trophique suggère l’importance du réseau microbien dans ces bassins. A Marennes, spatialement homogène, le lien établi entre le bactérioplancton et le virioplancton varie selon une échelle interannuelle et saisonnière modulé par un lien ponctuel entre les virus avec le phytoplancton. 2) une approche in vitro a permis de cibler les processus régissant les dynamiques des virus, des flagellés et de bactéries ainsi que leurs interactions. Les impacts de la bactériolyse virale et de la bactérivorie ont été étudiés suivant différents facteurs de variabilité : périodes trophiques, pression de prédation et influence d’apports benthiques. De manière générale, la composition des communautés bactériennes, par la sensibilité de certains groupes, est influencée par la lyse virale et la bactérivorie. La production bactérienne, elle, varie suivant le mode trophique, stimulée en période de type herbivore par la présence des flagellés alors qu’en période de multivorie ils entrainent une perte d’au moins 16% de la production quotidienne. Enfin, la remise en suspension du biofilm benthique lors d’une phase de marée tend à stimuler l’activité globale de la boucle microbienne
Planktonic microbial compartments are important in the trophic and biogeochemical functioning of marine ecosystems. This assessment brought us to place these objectives: characterization of virus, bacteria and flagellate compartments and their interactions in Marennes-Oléron Bay (France). Two different approaches have been followed: 1) In situ annual surveys were performed in 2006 and 2007 in order to characterize microbial compartments dynamics and to place them within the bay functioning, compared to Arcachon Bay. The succession of trophic models implied the importance of the microbial food web in both bays. In Marennes Oléron Bay, spatially homogeneous, large inter annual and inter seasonal variations are observed considering the strength of the common link between virioplankton and bacterioplankton. These variations are related to the occurrence of an occasional interaction of phytoplankton. 2) In vitro experiments allow to focus on the processes controlling the dynamics of viruses, flagellates and bacteria and their interactions. The impacts of viral bacteriolysis and flagellate bacterivory are assessed considering environmental variability factors: trophic models, predation pressure and influence of benthic contribution. The bacterial community composition is always influenced by viral lysis and bacterivory due to the sensitivity of bacterial groups. However, bacterial cellular production evolves differently with a stimulation by flagellates during herbivorous food web while bacterivory induces daily production loss of 16% during multivorous food web. Finally, the resuspension of benthic organic components during tide phase tends to increase the microbial loop activity

La motilité constitue un atout pour les bactéries tant dans leurs déplacements vers les environnements les plus favorables que dans la pathogénicitéou l'adhésion et la formation des bio films. En contrepartie, la motilité demande de grandes dépenses énergétiques et les filaments des flagelles portent des caractères antigéniques marques. Il n'est donc pas étonnant qu'un système très élaboré contrôle la synthèse des flagelles suivant les conditions environnementales. Nous avons aborde les bases moléculaires de ces processus chez E. Coli. Les résultats obtenus montrent que le complexe camp-cap et la protéine h-ns, mais pas la protéine para logue stpa, contrôlent la synthèse des flagelles au niveau de l'opéron maître flhdc. Camp-cap active directement la transcription, tandis que l'effet positif d'h-ns dépend de la présence de la région régulatrice complète incluant l'extrémité 5 de l'arnm. L'analyse des profils d'expression dans un mutant hns montre la position hiérarchique élevée d'h-ns dans le contrôle de la physiologie bactérienne, en particulier en réponse aux facteurs environnementaux comme le pH acide. La caractérisation de revertants spontanés motiles dans un contexte hns a révèlé un contrôle coordonne de la motilité et de la résistance au pH acide. Par ailleurs, nos résultats montrent un remarquable parallélisme entre la régulation de l'opéron flhdc par h-ns et par les conditions environnementales, impliquant les effets locaux d'h-ns sur la topologie de l'ADN. La présence de régions régulatrices similaires dans les opérons homologues à flhdc,

Plusieurs bactéries possèdent des flagelles qui leur permettent de se déplacer dans leur milieu. Ce sont des moteurs rotatifs, imbriqués dans la membrane, qui font tourner des filaments hélicoïdaux à plus de 100 Hz et qui propulsent les bactéries dans leur environnement. La source d'énergie des moteurs flagellaire est le gradient électrochimique de protons de part et d'autre de la membrane dont l'énergie potentielle est convertie en mouvement de rotation. Plusieurs facteurs influencent la rotation des filaments, notamment la concentration de certaines protéines dans le cytoplasme des bactéries. Afin d'étudier plus facilement les caractéristiques du moteur flagellaire, un système in vitro a été développé pour contrôler les conditions de rotation des moteurs flagellaires d'Escherichia coli. Pour ce faire, les bactéries ont été coincées individuellement à l'extrémité d'une micropipette de verre. Une partie de la membrane de la bactérie située à l'intérieur de la micropipette a été perforée en utilisant l'ablation laser femtoseconde. La perméabilisation de la membrane de la bactérie a permis le contrôle externe de la source d'énergie du moteur et le remplacement du contenu cytoplasmique par le liquide à l'intérieur de la micropipette. Avec le contrôle des conditions de rotation du moteur, il a été possible d'observer la relation linéaire entre la vitesse de rotation des moteurs et la différence de potentiel électrique appliquée. La rotation des filaments des bactéries a également été soutenue pendant plus de 30 minutes grâce à un gradient de pH. La diffusion de protéines fluorescentes à l'intérieur des bactéries a permis de confirmer que notre technique pourrait être utiliser pour étudier l'effet de certaines protéines, notamment CheY-P, sur la rotation des moteurs. Enfin, notre technique a également permis des observations préliminaires de la dynamique d'entrée et de sortie des unités génératrices du couple dans les moteurs. Ce nouvel outil pour l'étude du moteur flagellaire devrait permettre d'approfondir notre compréhension du mécanisme de la génération du couple dans le moteur en fournissant des données permettant de mettre des contraintes aux modèles théoriques.

Ce chapitre traite de l’action d’un milieu cristal liquide sur la dynamique des particules vivantes ou inertes. Ainsi, l’ordre orientationnel des cristaux liquides rend l’électrophorèse et électro-osmose non linéaires. De même, les mésophases lyotropes aqueuses agissent sur la dynamique des micronageurs tels que les bactéries flagellées. La distribution spatiale, la polarité des trajectoires et les modes collectifs sont fonction de l’ordre orientationnel.