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JF Perrin mise à jour 2007/2013
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C'est en 1946 que J. Lederberg et E. tatum publièrent leurs premiers travaux mettant en évidence des "échanges génétiques" entre bactéries. Un article célèbre de J. of Bacteriology de juin 1947 (vol.53,n°6) présente de façon très détaillée les manipulations. Par exemple, ils mélangèrent en milieu liquide des bactéries d'une souche E.coli proline-, thréonine-, methionine+, biotine+ et des bactéries d'une souche E.coli proline+, thréonine+, methionine-, biotine-. En étalant le mélange sur un milieu synthétique sans proline, ni thréonine, ni methionine, ni biotine, on obtenait une colonie pour environ 107 bactéries ensemencées. Comme la fréquence de réversion de différents mutants monoauxotrophes vers la prototrophie avait été mesurée à une valeur inférieure à 10-7, une double réversion ne pouvait apparaître qu'avec une fréquence inférieure à 10-14 ce qui ne correspondait pas aux résultats observés. D'où la conclusion que les 2 souches avaient échangé du matériel génétique et avaient "recombiné" les gènes. L'article est très intéressant, vous pouvez le consulter en pdf par ce lien : Tatum Lederberg 1947 JB,vol 53, n°6.
Une remarque : si l'expérience résumé ci-dessus conduit à des recombinés prototrophes, c'est bien sûr grâce aux bactéries donatrices Hfr qui voulaient bien être là. Facile à dire aujourd'hui... Et encore fallait-il avoir "la chance et la science" d'une souche donatrice (avec F) et d'une souche receveuse (F-) à méler !
C'est B. Davis qui montra la nécessité du contact entre les bactéries. C'est W. Hayes qui montra qu'il y avait un transfert asymétrique de gènes entre une receveuse et une donatrice grâce à d'astucieux de cribles-sélection à l'aide de marqueurs de résistance à la streptomycine. Puis les souches Hfr furent découverte et E. Wollman , F. Jacob et A. Campbell mirent en évidence puis expliquèrent les transfert ordonnés des gènes chromosomiques par conjugaison Hfr/F-, ce qui ouvrit la voie aux premières cartes génétiques. Ces premières cartes génétiques chez E. coli donnaient des distances entre marqueurs génétiques en minutes (les minutes séparant leur transfert par conjugaison Hfr/F-)! Avec le lien qui suit, vous pouvez télécharger en pdf un article de cartographie du "chromosome" de E. coli : Taylor, Thoman, Genetics. 1964 October; 50(4): 659677. Expériences de conjugaisons suivies dans le temps et interrompues...analyses de recombinaisons...puis cartographie.
La conjugaison ne se limite pas au facteur F et de nombreux plasmides conjugatifs ont été décrits chez des bactéries à Gram positif et à Gram négatif. Certains gènes portés par les plasmides conjugatifs peuvent coder pour des caractères aussi divers que : résistance aux antibiotiques, résistance aux métaux lourds, résistance aux bactériophages, acquisition de facteurs de pathogénicité, acquisition de nouvelles propriétés métaboliques ...
Et particularité à mentionner : les plasmides conjugatifs peuvent parfois être transmis entre bactéries d'espèces proches mais différentes ... avec par exemple des conséquences fâcheuses en médecine si on pense à la transmission des plasmides de résistance aux antibiotiques ...