Myxococcus aventourous gliding

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 The mechanism of force transmission at bacterial focal adhesion complexes

*Possibly a Nature cover.

Various rod-shaped bacteria mysteriously glide on surfaces in the absence of appendages such as flagella or pili. In the  deltaproteobacterium Myxococcus xanthus, a putative gliding motility machinery (Agl–Glt) localizes to so-called Focal Adhesion sites (FA) that form stationary contact points with the underlying surface. We discovered that the Agl–Glt machinery contains an inner-membrane motor complex that moves intracellularly along a right-handed helical path, and when it becomes stationary at FA sites, it powers a left-handed rotation of the cell around its long axis. At FA sites, force transmission requires cyclic interactions between the molecular motor and adhesion proteins of the outer membrane via
a periplasmic interaction platform, which presumably involves a contractile activity of motor components and possible interactions with the peptidoglycan. This work provides the first molecular model for bacterial gliding motility.

Varios tipos de bacteria son capaces de moverse sobre una superficie bi-dimensional en un proceso que no require apéndices de tipo flagela o pilus. En la bacteria Myxococcus xhantus, este proceso es energizado por una máquina molecular compuesta de dos complejos (Agl y Glt), y al menos 15 proteinas en total. Este complejo se auto-asambla en sitios de adhesion focal (SAF) que le proveen un punto de contacto con la superficie. En este estudio, descubrimos que la máquina Agl-Glt está compuesta de varios sub-complejos: un motor en la membrana interna, un complejo periplásmico, y un complejo externo. En ausencia de movimiento, el sub-complejo motor se mueve sobre la superficie de la célula siguiendo una trayectoria helicoidal. La fijación de este sub-complejo al punto de adhesion focal produce un torque/fuerza que mueve la célula en una trayectoria helicoidal (levógira). En estos sitios, la transmisión de fuerza requiere interacciones cíclicas entre el motor y proteinas de adhesion en el subcomplejo externo a través de interacciones que implican sub-unidades del complejo periplásmico. Estas últimas implican movimientos contráctiles del motor y posiblemente interacciones con el peptidoglycan. Este trabajo provee el primer modelo molecular del movimiento de desplazamiento de Myxococcus xhantus.          

[1] The mechanism of force transmission at bacterial focal adhesion complexes.
L. Faure*, JB Fiche*, L Espinosa*, A Ducret, V Anantharaman, J Luciano, S Lhospice, S T. Islam, J Tréguier, M Sotes, E Kuru, M S. Van Nieuwenhze, Y Brun, O Théodoly, Aravind L, M Nollmann#, T Mignot#. [* co-authors] [#co-corresponding authors]
Nature, in press.
See also Tam's blog.