FIRMICUTES: CARACTÉRISTIQUES, MORPHOLOGIE ET CLASSIFICATION - LA BIOLOGIE - 2025

Firmicutes est l'un des phylums dans lesquels les bactéries sont classées. Ce phylum comprend trois classes (Bacilli, Clostridia et Erysipelotrichia), 26 familles et 223 genres, constituant ainsi le principal phylum bactérien.

Les bactéries classées dans ce phylum ont une histoire évolutive commune. Ils ont tous une paroi cellulaire rigide, dont dérive le nom Firmicutes (en latin firmus signifie ferme et le teint fait référence à la peau ou à la paroi cellulaire).

Lactobacillus acidophilus. Par le Doc RNDr. Josef Reischig, CSc. (Archive de l'auteur), via Wikimedia Commons

Toutes les bactéries phylum contiennent de l'acide muramique dans la paroi cellulaire et certaines contiennent de l'acide teitoïque. La plupart sont à Gram positif à l'exception des familles Veillonellaceae et Syntrophomonadaceae, qui sont Gram-négatives.

Les bactéries firmicutes sont phénotypiquement diverses, pouvant être des cellules sphériques, droites, courbes, des barres hélicoïdales ou des filaments, avec ou sans flagelles, avec ou sans endospores résistantes à la chaleur.

Ils peuvent être aérobies, facultatifs ou anaérobies stricts. Certains sont thermophiles et / ou halophiles. Certains d'entre eux sont des chimioganotrophes et d'autres sont des photohétérotrophes anoxiques. La plupart poussent à pH neutre, mais certains sont acidophiles ou alcaliphiles. Ils ont une teneur en ADN généralement inférieure à 50%.

Les bactéries classées dans le phylum Firmicutes constituent une partie importante de la flore intestinale humaine, avec celles classées dans le phylum Bacteriodetes. Des études récentes ont identifié que le microbiote intestinal des êtres humains obèses et des modèles animaux est associé à une plus grande abondance de Firmicutes, par rapport aux Bacteriodetes.

Caractéristiques générales

Phylogénie

La phylogénie des Firmicutes a été constamment revue et réétudiée en intégrant de plus en plus de données et de nouvelles méthodes permettant de proposer de nouvelles hypothèses évolutives.

Des études récentes basées sur l'analyse de petites sous-unités de séquences nucléotidiques d'ARN ribosomal ont généré un cadre phylogénétique dans lequel le phylum Firmicutes est composé de trois classes (Basilli, Clostridia et Erysipelotrichia), 26 familles et 223 genres.

Dans les classifications précédentes, ce phylum comprenait une classe supplémentaire appelée Mollicutes, qui diffère du reste des bactéries Firmicutes en ce qu'elle manque de parois cellulaires rigides, manque de peptidoglycanes ou d'acide muramique, est flexible et est des cellules hautement pléomorphes.

Ce groupe a été supprimé de Firmicutes dans des études plus récentes avec des marqueurs alternatifs. En conséquence, la classe Mollicutes a été élevée au bord Tenericute.

La famille des Erysipelotrichaceae, précédemment classée comme Mollicutes, qui forme une paroi cellulaire gram-positive, reste dans Firmicutes comme une nouvelle classe appelée Erysipelotrichia, avec un seul ordre (Erysipelotrichales) qui comprend une seule famille (Erysipelotrichaceae). Des analyses récentes corroborent la séparation entre les classes Basilli et Clostridia.

Classification

Classe Clostridia

La classe Clostridia est un clade polyphylétique phénotypiquement, physiologiquement et écologiquement diversifié. Il contient à la fois des bactéries Gram-positives et Gram-négatives et la plupart des genres forment des spores, à quelques exceptions près comme Clostridium.

La classe Clostridia est composée des ordres Clostridiales, Halanaerobiales et Thermoanaerobacterales. Les bactéries appartenant à l'ordre des Clostridiales sont des anaérobies stricts, celles de l'ordre des Halanaerobiales sont halophiles et celles de l'ordre des Thermoanaerobacteriales sont thermophiles.

Certaines espèces de Clostridia sont d'une grande importance pour l'industrie, car elles sont utilisées pour produire des solvants en tant que produit final du processus de fermentation.

D'autres produisent des toxines, comme le Clostridium botulinum, également connu sous le nom de BoTox, pour paralyser les muscles du visage et réduire les rides de la peau.

Classe Erysipelotrichia

Cette classe est composée de bactéries en forme de tiges fines fines, droites ou légèrement incurvées, ayant tendance à former de longs filaments. Ils sont immobiles, avec une paroi cellulaire Gram positive, qui ne produit pas d'endospores.

Ils sont aérobies, anaérobies facultatifs. Ils sont chimio-organotrophes. Ils ont un métabolisme respiratoire fermentaire. Ce groupe comprend certaines espèces pathogènes pour les mammifères et les oiseaux, notamment Erysipelothrix rhusiopathiae et Bulleidia extructa.

Classe Basilli

Les bactéries de la classe Basilli forment généralement une paroi cellulaire Gram-positive. Ils peuvent ou non former des endospores. La plupart sont aérobies ou microaérophiles, tandis que quelques-uns seulement sont des anaérobies facultatifs. La Classe Bacilli est composée des ordres Bacillales et Lactobacillales.

La plupart des genres de l'ordre des Bacillales forment des endospores, bien qu'il y ait des exceptions. De plus, ils présentent une coloration Gram-positive de la paroi cellulaire des cellules jeunes. La plupart des genres contiennent de la ménaquinone 7 (MK-7).

Des ménaquinones à longue chaîne, de MK-6 à MK-11, ont été signalées dans la famille des thermoactinomycetacées. Les ménaquinones sont également connues sous le nom de vitamine K ₂.

Le nombre de chaînes latérales est indiqué dans le nom particulier de chaque ménaquinone (par exemple MK-6 a six unités moléculaires attachées au noyau de la molécule formée par un cycle quinone).

Le genre bacillales comprend des bactéries hautement pathogènes telles que Bacillus anthracis, responsable de l'anthrax. Une autre espèce importante est Bacillus subtilis, l'un des organismes utilisés comme modèle dans la recherche pour comprendre des sujets allant de la différenciation cellulaire au stockage du fer et à la réplication de l'ADN.

Les bactéries de l'ordre des lactobacilles peuvent être en forme de bâtonnet ou de coccal, présenter une coloration Gram-positive de la paroi cellulaire, ne forment pas d'endospores et sont des anaérobies facultatifs et sont pour la plupart catalase négatives.

Cette commande comprend des bactéries bénéfiques telles que Lactobacillus, composants importants de la flore gastro-intestinale chez l'homme et d'autres animaux, et utilisées artisanalement et industriellement pour la production de yaourts et autres aliments fermentés.

Microbiote gastro-intestinal

Le microbiote gastro-intestinal joue un rôle important dans le maintien de la santé humaine en fournissant de l'énergie, des nutriments et une protection immunitaire. Chez l'adulte en bonne santé, plus de 1250 espèces de bactéries ont été identifiées, appartenant principalement aux phyla Bacteroidetes, Firmicutes et Actinobacteria.

D'une manière générale, la relation Firmicutes / Bacteroidetes est considérée comme d'une grande importance dans la composition du microbiote intestinal humain. Chez les personnes obèses, une proportion élevée de Firmicutes a été identifiée, tandis que chez les personnes de faible poids, une relation inverse a été rapportée.

La composition de ce microbiote évolue tout au long de la vie, de la petite enfance à la vieillesse. Ainsi, le rapport Firmicutes / Bacteroidetes augmente de la naissance à l'âge adulte et se modifie encore avec l'âge avancé.

Le régime alimentaire a également été identifié comme ayant un effet significatif sur le microbiote gastro-intestinal. Le ratio Firmicutes / Bacteroidetes est plus élevé chez les personnes ayant une alimentation à base de protéines animales et de graisses saturées que chez celles ayant une alimentation riche en légumes et en fibres.

Références

1. Bahl, H et Dürre, P. (2000). Clostridia: biotechnologie et applications médicales. Allemagne. Wiley-VCH.
2. Conlon, MA & et Bird. AR (2015). L'impact de l'alimentation et du mode de vie sur le microbiote intestinal et la santé humaine, Nutrients, 7 (1), 17-44.
3. Firmicutes. (2018, 30 janvier). Wikipedia, l'encyclopédie libre. Date de consultation: 20h40, le 27 septembre 2018 sur es.wikipedia.org
4. Firmicutes. (2018, 17 septembre) Dans Wikipedia, The Free Encyclopedia. Extrait le 27 septembre 2018 à 20:41 de en.wikipedia.org
5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G et Furet JP. (2009). Le rapport Firmicutes / Bacteroidetes du microbiote humain change avec l'âge. BMC Microbiology, 9: 123.
6. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Manuel de Bergey de bactériologie systématique: Volume 3: Les Firmicutes. LES USAGES.