Description du sujet de thèse

Mécanosensibilité chez Myxococcus xanthus : intégration des signaux mécaniques par les systèmes de motilité A et S au sein des comportements collectifs

Contexte de travail

La mécanosensibilité désigne la capacité d’une cellule à percevoir les variations mécaniques de son environnement (rigidité, topographie, cisaillement) et à adapter ses réponses motrices en conséquence. Ce phénomène, bien décrit chez les cellules eucaryotes, reste largement inexploré chez les bactéries et pourrait être essentiel pour optimiser la migration, la prédation et la coordination collective.
Myxococcus xanthus, bactérie prédatrice du sol, évolue dans un milieu naturellement hétérogène – variations de rigidité, reliefs et cisaillements – qui imposent des défis mécaniques permanents. Pour y faire face, elle dispose de deux systèmes de motilité complémentaires : la motilité “A” (glissement individuel via complexes d’adhésion focale) assurant l’exploration solitaire, et la motilité “S” (traction par pili de type IV) favorisant les déplacements coordonnés en essaim. Cette double motilité joue un rôle clé pour chasser, former des biofilms et s’adapter aux conditions environnementales.
Récemment, notre équipe a développé des approches d’imagerie multi-échelle automatisée permettant d’étudier simultanément les comportements individuels et collectifs à haute résolution spatio-temporelle. Grâce à ces approches, nous avons récemment montré que, contrairement à l’activation exclusive présumée, les systèmes A et S peuvent être co-déployés au sein d’une même cellule, et que la synergie entre les deux moteurs est modulée par les propriétés chimiques de l’environnement, optimisant la vitesse et la directionnalité de déplacement selon le contexte environnemental. Le fait qu’ils soient utilisés conjointement suggère qu’ils interviennent non seulement dans la locomotion, mais aussi dans l’adaptation aux contraintes mécaniques du milieu.

Question de recherche et objectifs
Cette thèse s’attachera à déterminer si M. xanthus utilise effectivement ses systèmes de motilité comme véritables capteurs mécaniques, et si oui, comment.
Pour cela, il s’agira de :

1. Mettre en place des substrats de polyacrylamide à rigidités variables et quantifier la réponse motrice induite.
2. Identifier les acteurs moléculaires impliqués dans la détection et l’intégration des signaux mécaniques.
3. Proposer un modèle unifié décrivant l’impact de ces stimuli sur la coordination motrice individuelle et collective.

Contraintes et risques

Le travail s’effectuera en condition BSL1 sur souches non pathogènes de M. xanthus, en respectant scrupuleusement les protocoles microbiologiques ; la préparation et l’élimination des gels de polyacrylamide seront réalisées selon les bonnes pratiques de laboratoire chimique ; enfin, l’utilisation des systèmes d’imagerie nécessitera une formation à la sécurité laser et à la maintenance des instruments optiques, tandis que l’archivage des données se fera conformément à la politique Open Science du laboratoire.
Cette thèse offrira une formation pluridisciplinaire (biologie cellulaire, physique des matériaux, analyse quantitative) au cœur des recherches actuelles sur la perception mécanique et la motricité collective chez les bactéries.