« Ce qui fonctionne pour E. coli fonctionne aussi pour les éléphants » - François Jacob

Il y a un moment où l'avant et l'après sont complètement différents.
Un moment décisif dont il n'y a pas de retour.
Après avoir observé les bactéries au microscope,
Un monde sans microbes, une biologie sans microbes, ne pourraient plus exister.

La découverte de créatures invisibles a changé beaucoup de choses.
La nature m'a ouvert un nouveau monde lorsque j'ai commencé à voir des créatures trop petites pour être vues à l'œil nu.
Il nous explique les causes des maladies et nous montre comment les prévenir et les traiter.
Elle donnait également des indices sur l'origine de la vie et sur les raisons pour lesquelles parents et enfants se ressemblent.
Ce vaste corpus de connaissances et d'applications biologiques est le fruit des efforts diversifiés de nombreux scientifiques qui ont étudié les bactéries.
Dans ce livre, cela est divisé en plusieurs mots-clés.
Un recueil des recherches cruciales qui ont façonné la microbiologie, et plus particulièrement la bactériologie.
L'affirmation de Jacques Monod, « Ce qui fonctionne pour E. coli fonctionne aussi pour les éléphants », montre clairement que la recherche microbiologique ne se limite pas à l'étude des petites bactéries, mais qu'elle est à l'avant-garde de la découverte des secrets de toute vie sur Terre.

Moins de 200 ans se sont écoulés depuis que Pasteur a découvert que la vie doit provenir de la vie, mais aujourd'hui, les humains tentent sans cesse de créer la vie artificielle grâce à la puissance des ordinateurs.
Les mystères de l'évolution, auparavant impossibles à explorer par manque de temps, se dévoilent désormais, quoique de manière limitée, grâce au court cycle de vie d'E. coli. La biologie moléculaire, qui a exploré de vastes continents inexplorés grâce à la découverte du matériel génétique, notamment l'ADN, ouvre aujourd'hui sans relâche de nouveaux champs de connaissances et d'industries, en développant des outils passionnants comme la PCR, les enzymes de restriction et les ciseaux génétiques.
Les principes de la vie découverts chez les bactéries s'apprêtent désormais à s'étendre à de nouveaux domaines.
Pour nous qui nous tenons à cette frontière même, ce livre nous montre le passé, où nous nous trouvons maintenant et où s'étend le monde inconnu qui nous attend.

L'invention de la boîte de Petri, la création de milieux solides à partir d'agar et la mise au point d'outils d'infection tels que des brindilles sont toutes l'œuvre de Koch et de ses disciples.
Pour ainsi dire, ils ont ouvert la voie à un nouveau domaine en concevant et en créant les outils de base de la bactériologie moderne.
Koch a longtemps réfléchi à la manière de cultiver des bactéries pures.
J'ai alors compris que rien de l'extérieur ne pouvait pénétrer dans une gouttelette de liquide qui n'entrait en contact avec rien d'autre.
Koch s'en est inspiré et a créé un dispositif d'incubation simple.
--- p.63

Il avait soumis un résumé à une conférence (celle de la Société australienne de gastro-entérologie) pour présenter une communication sur les bactéries présentes dans l'estomac, mais il a conservé la lettre de refus des organisateurs de la conférence.
Il s'agissait d'une lettre de refus polie mais froide indiquant que seuls 56 des 67 résumés soumis avaient été acceptés pour publication.
Parmi les 11 résumés rejetés pour publication, l'un d'eux allait remporter le prix Nobel 20 ans plus tard !
--- p.75~76

La découverte d'Helicobacter pylori par Marshall est considérée comme bien plus que la simple découverte d'un pathogène unique causant une maladie.
Pourquoi ? Dans les années 1980, la plupart des agents pathogènes responsables des principales maladies infectieuses étaient déjà connus.
Dans ce contexte, la découverte de Marshall fut un événement symbolique qui montra que des maladies considérées comme non infectieuses étaient causées par des bactéries.
Si les bactéries causent les ulcères gastriques, qu'en est-il de la sclérose en plaques ou de la polyarthrite rhumatoïde ? Ou même de la maladie d'Alzheimer ? Ne pourrait-il pas s'agir également d'une forme de maladie infectieuse ? Aujourd'hui, notre perspective et notre vision des bactéries et des micro-organismes ont évolué.
--- p.85

Il est certain qu'après la publication de son article, Fleming a également consacré un certain temps à réfléchir à la possibilité d'utiliser la pénicilline comme traitement.
(…) La principale raison de ce déclin d’intérêt était peut-être que la pénicilline était une substance très difficile à isoler.
Comme l'écrivait Fleming dans son article, la pénicilline était difficile à séparer car elle était insoluble dans l'éther et le chloroforme, et difficile à concentrer. De plus, elle était très instable et disparaissait facilement, même sans milieu.
Je pensais donc qu'il serait difficile d'avoir des attentes cliniques.
Ce qui peut paraître étrange, voire regrettable, c'est que Fleming ait tenté de résoudre le problème de la séparation et de la concentration uniquement par lui-même ou avec son équipe de biologistes.
Cela est d'autant plus évident si l'on considère que Howard Florey, de l'université d'Oxford, a par la suite résolu ce problème et mis au point un remède grâce à des experts de divers domaines, dont la microbiologie et la chimie, notamment Ernst Chain et Norman Heatley.
--- p.99

Il existe une question scientifique concernant la découverte de Fleming.
Le fait est que personne n'a été capable de reproduire exactement les conditions dans lesquelles Fleming a découvert la pénicilline.
On dit que même Fleming n'a pas pu le reproduire.
Autrement dit, lorsque la moisissure présente sur le papier a été cultivée au même endroit que sur la photo, tandis que des staphylocoques se développaient dans une boîte de Petri, le même phénomène que celui présenté sur la photo dans l'article de Fleming n'est pas apparu.
Bien sûr, la photo de Fleming n'a pas été retouchée.
Alors, comment cela s'est-il produit ?
--- p.102

Les phages (bactériens) ont une grande spécificité pour les bactéries.
Les phages n'attaquent pas toutes les bactéries.
Comme elle cible uniquement des bactéries spécifiques, elle peut traiter les infections sans détruire la flore microbienne de l'organisme.
De plus, comme le phage cesse de fonctionner lorsque la bactérie hôte meurt, il n'y a pas d'effets secondaires autres que l'effet recherché.
Ses avantages incluent son innocuité pour les animaux, les plantes et l'environnement, ainsi que sa multiplication rapide même à faible dose. De plus, comme le lieu de multiplication du phage correspond au lieu de l'infection, ses effets se manifestent rapidement.
Un autre avantage est son efficacité chez les patients allergiques aux antibiotiques et son action contre les bactéries formant des biofilms, difficiles à traiter.
Il convient également de noter qu'il est simple et peu coûteux à produire.
--- p.124

Les bactériologistes appellent les bactéries violettes « bactéries Gram-positives » et les bactéries qui se colorent en rouge « bactéries Gram-négatives ».
Comme il a été constaté que la classification arbitraire des bactéries en bactéries Gram-positives et Gram-négatives basée sur les résultats de coloration avait une base structurelle, les deux taxons ont été considérés comme étant classés naturellement, c'est-à-dire comme des taxons évolutivement différenciés.
--- p.131~132

La méthode de coloration de Gram a été redécouverte au milieu du XXe siècle.
En particulier, en 1974, Pierce Gardner, alors professeur à la faculté de médecine de Harvard, a soutenu que la coloration de Gram devrait être incluse dans l'examen médical des patients atteints d'infections bactériennes aiguës et que les résultats devraient être communiqués aux médecins généralistes.
Il a été souligné que la coloration de Gram constitue une information médicale de base permettant de déterminer si un patient présente une infection bactérienne et, le cas échéant, le type de bactérie.
En particulier, le fait que les bactéries infectantes soient gram-positives ou gram-négatives est crucial pour le choix des antibiotiques de première intention dans le traitement des maladies infectieuses.
--- p.140

La revue Science cite l'évaluation du professeur de biochimie Alan Weiner de l'Université de Washington : « Presque tous les biologistes et médecins devraient décerner à Woods un prix Nobel honorifique. »
--- p.156

Jusqu'au début des années 1940, les scientifiques pensaient que, puisque les bactéries se reproduisaient par fission binaire, toutes les bactéries issues d'une même bactérie étaient génétiquement identiques.
Je pensais donc qu'il serait difficile de faire des recherches génétiques avec des bactéries.
Ne devrait-il pas y avoir un changement détectable pour étudier la génétique ? Or, dans les années 1940 et 1950, on a découvert que les bactéries transmettent non seulement l’information génétique par division (transfert vertical de gènes), mais aussi par transfert horizontal de gènes, une méthode de transmission de l’information génétique entre organismes.
La découverte du transfert horizontal de gènes a simultanément élargi les concepts et la méthodologie de la génétique et engendré un changement de paradigme radical en biologie évolutive.
--- p.199~200

Il existe trois mécanismes qui provoquent le transfert horizontal de gènes chez les bactéries.
(…) Cependant, les deux autres mécanismes que la transformation, à savoir la conjugaison et la transduction, ont tous deux été découverts principalement par un seul scientifique.
Cela a changé notre compréhension fondamentale des bactéries, a doté la génétique et la biologie moléculaire d'outils puissants et a élargi notre perspective sur l'évolution.
Ce scientifique est Joshua Lederberg.
C'était un scientifique de génie typique qui a découvert ces choses dans sa vingtaine.
--- p.200~201

Sa découverte a été la première à révéler comment les gènes peuvent être échangés entre les bactéries, ce qui signifie que les gènes peuvent être transmis et reçus entre différents organismes, donnant naissance à une descendance présentant de nouvelles combinaisons de gènes.
Autrement dit, on sait que les bactéries, comme les animaux et les plantes, se reproduisent sexuellement.
--- p.202

L'acquisition et la propagation de la résistance aux antibiotiques par transfert horizontal de gènes constituent un exemple clair d'évolution.
Étant donné que les antibiotiques exercent eux-mêmes une pression évolutive, les bactéries résistantes aux antibiotiques sont sélectionnées, et la réponse efficace des bactéries à cette pression est le transfert horizontal de gènes.
L'impact du transfert horizontal de gènes sur l'évolution se manifeste non seulement dans la résistance aux antibiotiques, mais aussi en phylogénétique.
--- p.214

Nous découvrons l'expérience d'évolution à long terme de Lenski, que les éminents biologistes évolutionnistes Richard Dawkins et Jerry Coyne ont saluée pour avoir fourni des preuves expérimentales de l'évolution.
Dans cette étude, le moment où la recherche a commencé est important, mais la persévérance à poursuivre la recherche est également impressionnante.
--- p.219

Des échantillons ont été prélevés dans les sources thermales de Yellowstone à partir de 1965.
J'ai alors remarqué un endroit où se formaient des bulles roses, et j'ai confirmé que la substance rose qui sortait de l'eau de source chaude à plus de 82 degrés Celsius était mélangée à des protéines.
De quoi parlez-vous ? Cela signifie qu'il y a de la vie.
Il s'agit d'un organisme vivant capable de produire des protéines saines et de se maintenir en vie même à des températures très élevées.
Brock se mit immédiatement au travail.
Une étude sur les bactéries vivant dans les sources chaudes de Yellowstone !
--- p.212

En réalité, dans l'invention et le développement de la PCR elle-même, les bactéries n'ont peut-être pas joué un rôle prépondérant, même si l'ADN polymérase utilisée initialement par Mullis a été purifiée à partir d'E. coli.
Cependant, la découverte d'une bactérie thermophile appelée Thermus aquaticus et la purification d'une ADN polymérase thermorésistante à partir de celle-ci constituent des moments brillants en bactériologie et représentent des réalisations importantes car elles ont conduit à la formidable technologie appelée PCR.
--- p.257

Il traite des enzymes de restriction et du système CRISPR-Cas.
On les appelle communément « ciseaux génétiques », et ce sont des substances ou des technologies qui sont immédiatement devenues des outils essentiels de la biologie moderne après leur découverte.
(…) On ignore souvent que ces cellules proviennent du système immunitaire bactérien.
(…) Les bactéries ne devraient-elles pas aussi être préparées à se défendre contre ce qui les menace et les tue ? Parmi les mécanismes de défense qu’elles ont mis en place contre l’invasion virale figurent les enzymes de restriction et le système CRISPR-Cas.
Nous faisons toutes sortes de choses étranges (!) en tirant parti de ce système de défense que possèdent les bactéries.
--- p.261~262

Ils ont découvert le fonctionnement du système CRISPR-Cas, mais ils sont allés encore plus loin.
En réalité, ce simple pas représentait un énorme pas en avant.
Après avoir examiné tous les composants du système CRISPR-Cas, je me suis dit qu'il y avait peut-être quelque chose de plus que je pouvais en faire.
L'idée était donc que l'ADN souhaité puisse être coupé en fonction de la séquence de bases du crRNA inséré.
Il s'agissait de la découverte des outils d'édition génétique.
Et afin de faciliter son utilisation, le laboratoire de Doudna a conçu et créé un « ARN guide unique » — une molécule d'ARN qui porte d'un côté les informations de guidage du crRNA et de l'autre, une poignée pour se lier à l'ADN, caractéristique du tracrRNA.
Pour ainsi dire, Doudna et Charpentier ont « inventé » un outil de reprogrammation génétique basé sur un outil bactérien naturel appelé système CRISPR-Cas.
--- p.277

La détection du quorum ne se produit pas uniquement entre bactéries de la même espèce.
Cela se produit entre des bactéries d'espèces différentes, et même entre des organismes appartenant à des règnes ou même des domaines différents.
(…) Les êtres vivants échangent des signaux de ce type pour maintenir un groupe et augmenter leurs chances de survie.
Les scientifiques ont donc commencé à considérer la détection du quorum comme un indicateur de la « socialité » des bactéries, et ont commencé à désigner le domaine qui étudie le comportement collectif des micro-organismes, ou comportement social, sous le nom de « sociomicrobiologie ».
--- p.230

Ce résultat indique fortement que la composition des bactéries intestinales est la « cause » de l'obésité chez les souris.
Cela signifiait également que les caractéristiques de l'obésité pouvaient être transmises entre individus par transplantation de microbiote fécal.
Ce fut un résultat très significatif.
Cela signifie-t-il que la transplantation du microbiome d'une personne mince chez un être humain pourrait aider les personnes obèses à perdre du poids sans avoir à subir le processus ardu d'un régime ? Cette découverte dépasse la simple observation et laisse entrevoir la possibilité de répondre à l'une des plus grandes préoccupations de l'homme moderne.
Nous comprenons ici pourquoi les recherches de Gordon constituent un tournant, non seulement sur le plan scientifique, mais aussi par leur impact sur le public.
--- p.305

Même s'ils consomment les mêmes aliments, une plus grande quantité de bactéries Firmicutes peut permettre de transférer davantage de calories à l'hôte, comme les souris ou les humains.
Les Firmicutes, qui auraient été des bactéries très utiles à une époque où la nourriture était rare, comme au Néolithique, sont devenues des bactéries inutiles et extrêmement efficaces dans les pays modernes et développés où la nourriture est abondante.
(…) Toutes choses égales par ailleurs, au bout d’un an, ces calories supplémentaires se traduiront par une prise de poids d’environ 5 kilogrammes.
Simplement à cause des différences dans la flore bactérienne de mon corps.

--- p.306~307