Des vitamines, des enzymes pour les produits à lessive ou des amylases pour le brassage de la bière: les cultures industrielles de bacille subtil (Bacillus subtilis) produisent une multitude de molécules utiles. Autant dire que cette bactérie a été étudiée sous toutes ses coutures. Depuis 1997, les 4,2 millions de lettres de son code génétique, porté sur un unique chromosome circulaire, sont même intégralement connus. Mais ce germe inoffensif, répandu dans le sol ou les foins, est pourtant loin d'avoir livré tous ses secrets.

Trois microbiologistes de l'Université d'Oxford viennent en effet d'y découvrir un squelette interne, ou «cytosquelette». Ce dernier comprendrait deux filaments à base de protéines, en forme d'hélice et d'anneau déformé, qui semblent déterminer la forme de bâtonnet de la bactérie. Cette trouvaille, présentée le 23 mars dans la revue Cell, ébranle une opinion généralement admise selon laquelle seules les cellules eucaryotes – dotées d'un noyau bien délimité – plus évoluées, disposent d'une charpente interne. Les bactéries n'auraient pour toute ossature que leur paroi extérieure.

«Cette paroi est d'une résistance extraordinaire, observe Claude-Alain Roten, chercheur à l'Institut de génétique et de biologie microbiennes (IGBM) de l'Université de Lausanne. Elle supporte une pression interne de quelque 25 atmosphères, due au phénomène de l'osmose, et résiste à l'accélération d'une balle de fusil.» Mais la théorie de la paroi-ossature n'explique pas pourquoi, selon leur espèce, les bactéries prennent des formes sphériques, en bâtonnets ou hélicoïdales. La paroi fait l'objet de très nombreuses recherches, y compris dans les laboratoires de l'IGBM, mais le secret de sa forme n'avait jamais été percé. La découverte britannique donne peut-être les clés du mystère.

Ce sont deux gènes du bacille subtil qui ont permis aux chercheurs de détecter ce cytosquelette demeuré caché. Baptisés «mreB» et «mbl», ils étaient connus pour jouer un rôle dans la construction de la membrane. Pour le préciser, les microbiologistes ont produit des bactéries mutantes, chez lesquelles l'un ou l'autre de ces gènes était désactivé. Le blocage du gène mreB a rendu les bacilles bouffis et moins allongés. Au lieu d'être rectilignes, ceux qui étaient privés de mbl étaient recourbés ou présentaient des boursouflures.

Pour les scientifiques, les protéines produites à partir des deux gènes devaient influencer la forme. Mais dans quelle partie de la bactérie? Pour le savoir, les chercheurs ont «marqué» les deux protéines à l'aide d'un petit appendice fluorescent. Au microscope, ils ont constaté que celles-ci constituent deux filaments périphériques. Une sorte de ressort pour mreB et un anneau recourbé en huit pour mbl. Ces «baleines de parapluie» ne sont probablement pas spécifiques au bacille subtil: Les chercheurs d'Oxford ont retrouvé le gène mreB chez la quasi-totalité des micro-organismes non sphériques dont le génome est séquencé.

«Cette découverte est très intéressante du point de vue de l'évolution, estime Claude-Alain Roten. Ce cytosquelette bactérien pourrait avoir la même origine que celui des cellules plus évoluées: l'équipe d'Oxford a observé des similitudes significatives entre ses protéines et l'actine, la substance de base du cytosquelette des cellules eucaryotes.» Dimitri Karamata, directeur de l'IGBM récemment retraité, n'est pas surpris par la découverte de ses collègues: «J'ai toujours pensé qu'il devait forcément exister une telle structure. Il s'agit maintenant de voir comment ce cytosquelette pourrait organiser les réactions chimiques de la bactérie dans les trois dimensions de l'espace.» La perspective est d'autant plus intéressante que la géométrie de phénomènes comme la division cellulaire est encore mal comprise. Et, comme le remarque Dimitri Karamata, «la plupart des découvertes fondamentales ont été faites sur les micro-organismes».