Mycobacterium smegmatis

M. smegmatis est généralement considéré comme un micro-organisme saprophyte, aérobie, à croissance rapide (contrairement à son cousin de la tuberculose qui a lui une croissance lente). Il est non pathogène hormis dans certains cas, très rares, où il peut provoquer une maladie ; il a été proposé comme organisme-modèle pour l'étude de la tuberculose et de la dormance chez les mycobactéries^[2],[3], notamment car son génome a été séquence^[4].

Cette bactérie (comme l'agent de la tuberculose) entre en dormance en l'absence d'oxygène^[5], meurt rapidement en passant brusquement d’un état aérobie à un état anaérobie, mais pas en cas de diminution lente du taux d'oxygène : dans ce cas, Mycobacterium smegmatis entre dans une phase persistante (dormance) avec « une résistance accrue contre les effets bactéricides de l’anaérobiose », grâce aux mêmes gènes uvrA respectifs qui sont chez M. tuberculosis et M. smegmatis orthologues^[6].

En dormance, on a d'abord cru que la bactérie reste sensible à certains antibiotiques comme le métronidazole, selon Wayne et Sramek (1994) ^[7], mais ce n'est pas ou plus le cas pour certaines souches mutantes^[8].
On a constaté une activité accrue d'une enzyme (alanine déshydrogénase) durant la dormance de Mycobacterium smegmatis^[9] ; le mécanisme de dormance, en lien avec le transcriptome^[10], fait encore l'objet d'études^[11].

M. smegmatis est utile pour l'analyse de recherche d'autres espèces de Mycobactéria dans des expériences de laboratoire. M. smegmatis est couramment utilisé dans les travaux sur le genre Mycobacterium car il est du type « croissance rapide » et non pathogène. M. smegmatis est un modèle simple, facile à travailler, c'est-à-dire avec un temps de doublement rapide et ne nécessite qu'un laboratoire de niveau de biosécurité 1. Le temps et les infrastructures lourdes nécessaires pour travailler avec des espèces pathogènes ont incité les chercheurs à utiliser M. smegmatis comme modèle pour les espèces mycobactériennes. Cette espèce partage plus de 2000 gènes homologues avec M. tuberculosis et partage la même structure de paroi cellulaire particulière que M. tuberculosis et d'autres espèces mycobactériennes^[12]. Il est également capable d'oxyder le monoxyde de carbone en aérobie, tout comme M. tuberculosis.

La découverte de plasmides, de phages et d'éléments génétiques mobiles a permis la construction de systèmes dédiés d'inactivation de gènes et de rapporteurs de gènes. La souche M. smegmatis mc²155 est hypertransformable et est désormais le cheval de bataille de la génétique mycobactérienne. De plus, il est facilement cultivable dans la plupart des milieux de laboratoire synthétiques ou complexes, où il peut former des colonies visibles en 3 à 5 jours. Ces propriétés en font un organisme modèle très attractif pour M. tuberculosis et d'autres pathogènes mycobactériens. M. smegmatis mc²155 est également utilisé pour la culture de mycobactériophages. Le génome complet de M. smegmatis a été séquencé par TIGR, et des puces à ADN ont été produites par le programme PFGRC (http://pfgrc.tigr.org/descriptionPages.shtml), ajoutant encore à son utilisation comme système modèle pour étudier les mycobactéries.

La transformation est un processus par lequel une cellule bactérienne absorbe l'ADN qui avait été libéré par une autre cellule dans le milieu environnant, puis incorpore cet ADN dans son propre génome par recombinaison homologue (voir Transformation (génétique)). Ce sont les souches de M. smegmatis qui ont des machineries de réparation de l'ADN particulièrement efficaces, comme l'indique leur plus grande résistance aux effets néfastes de l'ADN d'agents tels que les UV et la mitomycine C, qui se sont révélées être les plus capables de subir une transformation^[13]. Cela suggère que la transformation de M. smegmatis est un processus de réparation de l'ADN, vraisemblablement un processus de réparation recombinant, comme c'est le cas pour d'autres espèces bactériennes^[14].