L’apprentissage automatique et les expériences en laboratoire ont donné aux scientifiques un aperçu des différents langages utilisés par les bactéries pour communiquer. En comprenant comment les bactéries interagissent et dans quelles circonstances leur communication est perturbée, les chercheurs peuvent résoudre les problèmes liés aux bactéries résistantes aux médicaments et faire progresser les technologies de bioinformatique.
Dans un projet antérieur, les chercheurs ont découvert que perturber la communication bactérienne est un moyen efficace de lutter contre les bactéries multirésistantes. Les recherches de l'équipe montrent qu'interférer avec la communication bactérienne en bloquant ces molécules peut réduire l'inflammation et rendre les bactéries plus vulnérables aux antibiotiques.
Décrypter le langage des bactéries : une nouvelle frontière
Aujourd’hui, les chercheurs se penchent de plus près sur le langage de communication de la bactérie. Ils ont utilisé une combinaison d’apprentissage automatique et d’expériences en laboratoire humide pour étudier les quelque 170 langages bactériens connus. Grâce à leur analyse, les chercheurs ont découvert les similitudes et les différences entre les langages bactériens, qui peuvent être utilisés à la fois pour détruire les bactéries nocives et pour construire des « circuits logiques bactériens » utiles.
La première étape consistait à effectuer une analyse d’apprentissage automatique pour regrouper les langages bactériens en fonction de leur structure moléculaire. L'analyse a montré que les langues de ces groupes se ressemblaient davantage entre elles qu'avec les langues des autres groupes. C’est l’équivalent des langues humaines : l’anglais, le français et le néerlandais, par exemple, appartiennent à une catégorie de langues, tandis que l’arabe et l’hébreu appartiennent à une autre.
Bactéries comprises et incomprises : principaux résultats
Ensuite, l’équipe de recherche a démontré expérimentalement que les bactéries peuvent comprendre dans une certaine mesure le langage concerné. "Nous avons effectué une" vérification du langage bactérien "et avons découvert que les bactéries qui parlent des langues très similaires peuvent se comprendre, tout comme les Néerlandais peuvent comprendre un peu d'allemand. Nous avons également testé la communication entre des bactéries qui parlent des langues très différentes et avons constaté qu'elles ne pouvaient pas du tout se comprendre - tout comme une conversation entre finnois, néerlandophones et arabophones ne mènerait nulle part", a déclaré Christopher Jonkergouw, doctorant qui a dirigé l'étude.
Grâce à ces outils, les chercheurs ont démontré que nous pouvons estimer avec précision les liens entre les langages bactériens et prédire s’ils peuvent être compris. Les résultats sont précieux pour affiner davantage les nouveaux traitements de l'équipe de recherche, mais ont également des implications pour la biotechnologie : les langages bactériens pourraient être utilisés pour coordonner les tâches entre les groupes des communautés bactériennes et même être utilisés dans les microprocesseurs bactériens.
Références : « Exploration of Chemical Diversity in Prokaryotic Intercellulaire Quantitative Sensing Signaling Systems » co-écrit par Christopher Jonkergouw, Pihla Savola, Ekaterina Osmekhina, Joerivan Strien, Piotr Batys et Markus B. Linder, 25 octobre 2023, « Angewandte Chemie International Edition ».
DOI:10.1002/anie.202314469
Source compilée : ScitechDaily