L’origine mécaniste ou moléculaire du contrôle du rapport d’aspect bactérien est restée un problème non résolu depuis plus de quatre décennies (voir par exemple Zaritsky,2015; Zaritsky, 1975). Dans notre manuscrit, nous fournissons le premier modèle biophysique pour l’homéostasie du rapport d’aspect chez les bactéries ressemblant à des bâtonnets et élucidons le mécanisme moléculaire sous-jacent qui informera les futures études expérimentales., Nos résultats poussent le domaine du « contrôle de la taille des cellules bactériennes » dans une nouvelle direction, qui s’est jusqu’à présent concentré sur le contrôle individuel du volume, de la longueur ou de la largeur des cellules, négligeant la façon dont la longueur et la largeur bactériennes sont couplées pour donner naissance à des formes de cellules en forme de bâtonnets.
pour étayer notre modèle, nous avons recueilli un grand nombre de données de forme cellulaire (~5000 conditions) provenant de nombreux laboratoires différents, ce qui confirme en effet que le rapport d’aspect est conservé chez E. coli (et 7 autres organismes) sous de nombreuses perturbations différentes des conditions de croissance (Figure 1)., Fait important, notre modèle prédit également dans quelles conditions les cellules D’E. coli peuvent s’écarter de leur rapport d’aspect homéostatique de 4: 1, et nous avons testé nos prédictions quantitatives pour les formes cellulaires filamenteuses et sphériques par rapport aux données expérimentales (Figure 2). Par conséquent, notre thèse ne porte pas uniquement sur le maintien du rapport d’aspect 4:1 chez E. coli, mais plus largement sur le contrôle des formes cellulaires bactériennes sous de nombreuses perturbations différentes.
Il ressort clairement des commentaires de l’examinateur que les principaux problèmes de notre manuscrit résident dans la présentation des résultats (p. ex., « universalité »), et des inquiétudes quant à la nouveauté de notre modèle dans le contexte d’études antérieures. Cela est en partie dû à une communication inadéquate de notre part. Après avoir lu attentivement et délibéré sur les commentaires de l’examinateur, nous croyons qu’une amélioration de la présentation de nos résultats, une clarté accrue de la rédaction et une description élargie du modèle aborderont tous les commentaires de l’examinateur de manière approfondie et complète.
Examinateur #1:
Ce manuscrit compile des données sur la longueur, la largeur, et le taux de croissance d’E., coli sous un certain nombre de perturbations expérimentales, telles que des changements dans le milieu de croissance, l’incubation dans les antibiotiques, la synthèse inhibée des protéines, etc. et montre que le rapport surface / volume est fortement conservé. Ce résultat est cohérent avec les travaux récents du groupe de Julie Theriot (qui est cité dans Harris et Theriot, 2016; 2018). Dans ce manuscrit, l’auteur ajoute également des données provenant d’autres bactéries en forme de bâtonnets qui montrent un comportement similaire (Figure 1G)., Les auteurs utilisent ce résultat pour élaborer un modèle de régulation du rapport d’aspect basé sur la croissance exponentielle de la longueur bactérienne à largeur fixe, la production de FtsZ à un taux proportionnel au taux de croissance du volume (qui, en supposant une largeur constante, suppose également que la production de FtsZ est proportionnelle au taux de croissance de la longueur), et la division qui se produit lorsque la production de FtsZ atteint une valeur critique proportionnelle à la largeur. Ce modèle prédit un rapport d’aspect constant et les auteurs prédisent ensuite la dynamique sous des perturbations de type impulsionnel.,
Nous apprécions le résumé succinct de notre travail. Bien que nos résultats soient cohérents avec un modèle récent proposé par le groupe de Julie Theriot, il est important de noter la différence clé: Harris et Theriot ont montré que les bactéries en forme de bâtonnet (E. coli, C. crescentus) maintiennent un rapport surface/volume homéostatique (S / V) de manière dépendante du taux de croissance. Nous découvrons ici une contrainte géométrique beaucoup plus forte que les bactéries (en particulier E. coli) maintiennent la relation S=yV2/3 (avec un γ constant), indépendante du taux de croissance., En outre, le modèle Harris et Theriot ne conduit pas à un contrôle des proportions, comme indiqué en réponse à un commentaire de l’examinateur #2.
j’ai deux problèmes majeurs, avec le manuscrit.
Tout d’abord, la seule nouveauté du modèle est l’hypothèse qu’il y a une quantité critique de FtsZ nécessaire pour diviser la cellule et que cela dépend de la largeur. Je pense que c’est une hypothèse raisonnable, mais je pense aussi que les résultats globaux sont assez évidents. Autrement dit, il n’est pas clair que le modèle apporte une avancée significative dans notre compréhension.,
Notre modèle et notre analyse élargissent l’état actuel de la compréhension de plusieurs façons:
– Nous fournissons le premier modèle biophysique pour le contrôle du rapport d’aspect chez les bactéries et identifions les origines moléculaires. Nous soutenons notre modèle par des mesures de grande population (~5011 conditions de croissance chez E. coli, 50 espèces bactériennes différentes) et des mesures de cellules uniques dans la machine mère (n~80 000). Pourquoi les cellules d’E. coli maintiennent un rapport d’aspect constant a été déroutant pendant plus d’un demi-siècle (Zaritsky, 1975; Zaritsky, 2015), sans modèle existant auparavant.,
– le modèle d’homéostasie du rapport d’aspect fournit un saut conceptuel dans le domaine du contrôle de la taille des cellules bactériennes, en montrant que la longueur de cellule ajoutée pour les cellules en bâtonnets est couplée à leur diamètre. Les modèles phénoménologiques précédents traitaient la longueur et le diamètre des cellules comme des variables de contrôle indépendantes (Taheri-Araghi et al., 2015, Harris et Theriot, 2016).
– nous pensons qu’il n’est pas évident que les cellules D’E. coli conservent leurs proportions sous une multitude de perturbations des conditions nutritives, des ribosomes, de la surexpression ou de la délétion des protéines (Figure 1A)., Notre modèle identifie non seulement que le maintien du rapport d’aspect émerge de la biosynthèse équilibrée des protéines de croissance et de division (constante k/kP), mais prédit également sous quelles perturbations les cellules peuvent s’écarter de leur rapport d’aspect homéostatique de 4:1 (Figure 4). Nous fournissons un modèle quantitatif testable expérimentalement pour le contrôle de la forme cellulaire qui va au-delà de la simple régulation de la cinétique FtsZ.,
cela dit, il y a aussi un petit problème avec le modèle, en ce sens que nous nous attendons à ce que le taux de liaison de FtsZ dépende du rapport surface / volume (ce qui s’avère peu important, car les auteurs finissent par faire des hypothèses que le taux de construction de
on ne sait pas pourquoi le taux de liaison FtsZ devrait dépendre de S/V. Les équations de vitesse sont formulées en termes de quantité de FtsZ lié à la surface et cytoplasmique, et non de leurs concentrations., Si seulement les équations de vitesse étaient formulées en termes de concentration de protéines cytoplasmiques (c) et de protéines liées à la surface (cr), alors le taux d’augmentation de la concentration liée à la surface de FtsZ dépendrait naturellement de S/V.
dcrdt=kcr+kbvsc-kdcr
deuxièmement, si nous devions considérer les changements de la vitesse de liaison de FtsZ avec S/V, nos simulations montrent que cela a un effet négligeable sur le rapport d’aspect. Pour les cellules en forme de tige, S / V ~1 / w en première approximation, où w est la largeur de la cellule. Étant donné que pendant un cycle cellulaire, la largeur ne change pas, S / V reste à peu près constante (nouvelle Figure 4—figure supplément 1A)., Si la largeur de la bactérie change en raison de changements dans les conditions de croissance, le taux de liaison global peut être affecté par (S/V) puisque la surface de l’anneau Z = δw ~δ/(S/V), où δ est la largeur latérale de l’anneau FtsZ. La largeur d’E. coli change dans différentes conditions de croissance d’environ 0,5 à 1 µm (Taheri-Araghi et al., 2015), donc S/V peut changer d’un facteur maximum de 2. Pour traiter l’effet des changements de taux de liaison, nous avons simulé notre modèle dynamique en modifiant le rapport kb/kd sur 4 ordres de grandeur., La figure de la figure 4-figure supplément 1B montre la dépendance du rapport d’aspect cellulaire du nouveau-né (n = 10000, pendant la croissance à l’état stable) sur kb/kd. Dans la limite kb >>kd, rapport d’aspect~4 comme prévu. Cependant, le facteur de changement 2, même pour le cas de la ligne de frontière de kb/kd = 10, a un impact négligeable sur le rapport d’aspect des cellules.
cependant, comme l’a noté l’examinateur, le taux de recrutement de FtsZ dans L’anneau Z (~10s, Soderstrom et al. Nat Commun 2018) est beaucoup plus rapide que le taux de croissance., En conséquence, la vitesse à laquelle l’anneau est construit est déterminée par la vitesse de production de FtsZ dans le cytoplasme.
Notez également qu’il y a une faute de frappe dans l’équation fordPrdt, qui a kd multipliant les deux taux.
nous avons corrigé la faute de frappe dans le manuscrit et remercions le réviseur de l’avoir signalé.
Deuxièmement, et plus important encore, bien que les résultats correspondent bien aux données, certains aspects de la présentation sont trompeurs. Le titre prétend que les résultats / modèle présentés ici sont universels., Dans la figure 1G, les auteurs sélectionnent 7 bactéries pour affirmer que la mise à l’échelle de SA = 2 π V(2/3) est omniprésente parmi les bactéries. Comme indiqué, cela suggère également qu’un rapport d’aspect de ~4 est la règle pour les bactéries en forme de bâtonnet. Ce n’est pas vrai. À titre d’exemple, myxococcus xanthus a un rapport d’aspect d’environ 7-8 et les spirochètes ont des rapports d’aspect d’environ 30! Plus important encore, les espèces individuelles ne conservent pas toujours le même rapport d’aspect. Chez B. subtilis, le rapport d’aspect peut varier d’au moins 3,8 à 8 (voir Ilkanaiv et al., 2017). Par conséquent, ce modèle peut s’appliquer à E., coli (et peut-être d’autres bactéries), mais ce n’est pas universel.
Nous nous excusons pour le malentendu, qui a pu être déclenché par un manque de clarté dans notre présentation. Dans notre soumission initiale, nous n’avons pas prétendu que le rapport d’aspect 4:1, ou de manière équivalente S = 2nV 2/3, est universel. Au lieu de cela, nous avons constaté qu’une loi d’échelle « universelle » S=yV2/3 est conservée parmi les espèces bactériennes en forme de bâtonnet ou coccoïdes, ce qui implique le maintien d’un rapport d’aspect fixe (Figure 1A et E, jeu de données élargi)., Il est en effet possible que différentes bactéries aient des valeurs différentes pour γ. Par exemple, sur la figure 1E (précédemment 1G), nous montrons que le coccoïde S. aureus sous différentes perturbations maintient la relation S = 4,92 V 2/3, ce qui implique la préservation du même facteur d’échelle (2/3) tout en conservant un rapport d’aspect différent (1.38 +/- 0.18). Dans la même figure (1E), nous montrons maintenant des données pour un total de 48 bactéries différentes en forme de bâtonnets, et 1 archée en forme de bâtonnets (H. vulcanii), qui suivent toutes remarquablement la courbe S = 2nV2/3.,
En outre, notre modèle prédit également comment le rapport d’aspect et la largeur des cellules peuvent être modifiés en changeant (k/kp) et (k / β), conduisant à des cellules filamenteuses ou sphériques, en accord avec les données expérimentales disponibles. Dans la Figure 4 (précédemment Figure 2), nous montrons que notre modèle prédit en effet la dégradation du rapport d’aspect 4:1 chez E. coli sous des perturbations FtsZ ou MreB.
Cependant, l’examinateur a fait un excellent point que les cellules filamenteuses longues, telles que les spirochètes, ne conservent pas nécessairement leurs proportions., Dans la figure 1E, nous incluons maintenant également les données pour les Spirochètes, comme l’une des exceptions à la règle S=yV2/3. Nous avons donc supprimé le terme « universel » du titre et de l’abrégé de notre article. Le fait, cependant, demeure que E. coli conserve remarquablement leurs rapports d’aspect sous diverses perturbations de taille couvrant deux ordres de grandeur (Figure 1A), tout comme 50 autres types de cellules (Figure 1E).
Motivés par les commentaires des examinateurs 1 et 2, nous incluons maintenant un schéma dans la figure 1D pour illustrer les relations d’échelle attendues pour différentes formes bactériennes., Les cellules filamenteuses (Helicobacter, Spiroplasma, Spirochetes, Myxobacter) suivraient probablement la relation SµV, alors que les cellules coccoïdes ou en forme de bâtonnet suivent la loi d’échelle: SµV2/3.
Examinateur #2:
Dans cette étude, les auteurs ont entrepris d’étudier la taille et la forme d’un large éventail de cellules « en forme de bâtonnets » en collectant des données d’image d’au moins sept espèces différentes et des milliers de conditions totales (génotype x nutriments x antibiotiques)., Dans toutes ces conditions, les auteurs trouvent une loi de mise à l’échelle simple au rapport surface/volume, à savoir une mise à l’échelle qui préserve le rapport d’aspect de la cellule à environ 4:1. Compte tenu de cette observation, ils construisent un modèle quantitatif simple, d’inspiration mécaniste, pour la croissance de la cellule. En utilisant ce modèle, ils sont capables de régler trois paramètres (k, kp, β) pour correspondre à une collection d’expériences de knockdown génétique et de traitement antibiotique.,
Comprendre comment l’homéostasie de la taille et de la forme des cellules est maintenue dans tout le règne bactérien est un problème très intéressant et important et ces auteurs devraient être félicités pour avoir poussé la communauté à considérer que ces mécanismes peuvent être conservés dans une large gamme phylogénétique. Cependant, étant donné le vaste corpus de littérature déjà disponible sur l’homéostasie de la taille/forme des cellules, et, en particulier la revue mentionnée par les auteurs par Harris et Theriot, la barre scientifique pour un engagement productif sur ce sujet est déjà assez élevée., Une grande partie de la force motrice intellectuelle de ce travail semble découler directement de l’hypothèse de Harris et Theriot selon laquelle « Bien que de nombreuses études aient traité le volume comme le paramètre activement contrôlé dans ce scénario, nos travaux récents suggèrent que c’est probablement l’inverse, et que SA/V est la variable activement régulée, avec la taille suivant »Les travaux actuels visent à étendre ou à fournir des alternatives aux modèles mécanistes présentés dans Harris et Theriot ainsi qu’à intégrer des données supplémentaires dans d’autres espèces., Cependant, étant donné que l’idée de la conservation à l’échelle SA/V n’est pas Nouvelle, faire appel à un large public tel que celui d’eLife nécessiterait une validation expérimentale de leur modèle mécaniste.
en plus des préoccupations fondamentales concernant la nouveauté de l’hypothèse centrale et la validité du modèle mécaniste, il y a quelques questions que les auteurs pourraient choisir de considérer:
Nous remercions l’examinateur d’avoir résumé les aspects clés de notre travail et reconnu l’importance du domaine d’étude. Nous abordons ci-dessous certains des principaux commentaires soulevés ci-dessus., « vaste corpus de littérature déjà disponible sur l’homéostasie de la taille et de la forme des cellules” –beaucoup de travail a été fait au cours des cinq dernières années sur le développement de modèles phénoménologiques pour le contrôle de la taille des cellules. Les modèles phénoménologiques pour l’homéostasie de la forme des cellules bactériennes sont traités le contrôle de la longueur des cellules séparément du contrôle de la largeur des cellules chez les bactéries en forme de bâtonnet. Nous fournissons un modèle moléculaire pour montrer pour la première fois que les dimensions des cellules bactériennes sont couplées pour préserver le rapport d’aspect, reliant ainsi le champ de la taille des cellules et de l’homéostasie de la forme.,
« Une grande partie de la force motrice intellectuelle de ce travail semble découler directement de L’hypothèse de Harris et Theriot” – notre modèle s’appuie sur de nombreuses études expérimentales récentes, tout en remettant en question L’hypothèse de Harris et Theriot (HT). Il est important de reconnaître les principales distinctions entre les deux modèles. Le modèle HT ne conduit pas à la conservation de la mise à l’échelle S-V ou du rapport d’aspect, mais à un modèle pour le contrôle de la largeur des cellules (Eq. 3)., Le modèle HT en déduit que le rapport S/V est une fonction des milieux de croissance, de sorte que les cellules atteignent une nouvelle valeur homéostatique de S/V lors de perturbations du taux de croissance. Ici, nous proposons plutôt une contrainte beaucoup plus forte que les cellules préservent la relation d’échelle, s = µV 2/3 (μ A constante) sous diverses perturbations de croissance (~5000 conditions) à travers ~50 espèces bactériennes différentes. En outre, le modèle HT est agnostique sur les mécanismes moléculaires. Nous fournissons ici un candidat moléculaire explicite (FtsZ) pour le contrôle de la forme bactérienne, en accord avec de nouvelles preuves intéressantes de Si et al., 2019., Pris ensemble, notre modèle intègre le modèle adder pour l’homéostasie de la taille des cellules avec la régulation du rapport S/V et FtsZ, fournissant un cadre intégratif qui prédit avec succès le contrôle de la forme bactérienne avec seulement trois paramètres physiologiques.
« l’idée de conservation de l’échelle SA/V n’est pas nouvelle” – nous ne connaissons aucune autre étude qui propose la conservation de la relation D’échelle S = µV 2/3 dans les conditions de croissance, ni qui fournit un modèle pour cela., D’autres ont seulement montré des preuves de la régulation du rapport surface / volume par le taux de croissance, ce qui est une conséquence naturelle de notre modèle (Figure 1C).
« faire appel à un large public tel que celui d’eLife nécessiterait une validation expérimentale de leur modèle mécaniste” – Notre modèle est étroitement fondé sur des données expérimentales (voir Figures 1-4), et nous comparons largement nos prédictions de modèle aux données expérimentales, tout au long du manuscrit., Comme nous ne sommes pas un laboratoire expérimental, nous avons compilé les données d’un certain nombre de laboratoires différents pour montrer que notre modèle est compatible avec toutes les données disponibles sur la forme des cellules pour ~50 espèces bactériennes et ~5000 conditions de croissance pour E. coli. Nous apprécions les suggestions pour tester notre modèle.,
points principaux:
1) les auteurs devraient expliquer clairement comment leur modèle mécaniste contraste avec le modèle axé sur la paroi cellulaire proposé par Harris et Theriot et devraient s’efforcer de proposer des expériences avec des résultats prédits qui différencieraient un modèle centré sur le peptidoglycane d’un modèle centré sur le FtsZ. Si les données existent déjà pour exclure l’un d’entre eux, cela devrait être clairement présenté.,
Nous sommes d’accord avec le critique pour dire qu’une discussion plus claire du contraste entre notre modèle et celui de Harris / Theriot devrait être articulée dans le manuscrit. Dans le manuscrit révisé, nous avons élargi la discussion pour mettre en évidence les principales différences entre ces deux modèles.
Le plus important de la comparaison est que Harris et Theriot proposent une régulation homéostatique de S / V de manière dépendante du taux de croissance. Alors que nous proposons une contrainte géométrique beaucoup plus forte selon laquelle la relation d’échelle S = µV 2/3 est préservée indépendamment du taux de croissance., Ce résultat, cependant, ne contredit pas le modèle de Harris/Theriot.
Deuxièmement, Harris et Theriot ont proposé un modèle où les cellules se divisent une fois qu’une quantité seuil de matériau de surface excédentaire, ΔA, est accumulée dans la cellule. De ce modèle, il s’ensuit que, ΔA = ΔV (β/k – 2/r) = constante, où r est le rayon de section de la cellule. Ceci à son tour 1, ce qui est en contradiction avec les données expérimentales (Figure 1).,
Troisièmement, nous pouvons en effet proposer plusieurs tests expérimentaux pour notre modèle, comme le souligne le manuscrit révisé:
– Notre modèle prédirait que la surexpression de FtsZ conduit à des minicellules tandis que la délétion de FtsZ induirait des phénotypes allongés (Figure 4A). Ces prédictions concordent avec les données de Potluri et al. 1999), et Zheng et coll., 2016.
– Des oscillations en quantité FtsZ entraîneraient des oscillations de taille de cellule, en accord avec de nouvelles données de Si et al., 2019.
– Abondance totale des écailles FtsZ avec diamètre cellulaire, en accord avec les données de Shi et al., 2017.,
– Nous prévoyons en outre que le renversement du FtsZ briserait la préservation du rapport d’aspect, alors que le ciblage des précurseurs de la paroi cellulaire modifierait le taux de croissance, mais ne modifierait pas le rapport d’aspect ou la relation d’échelle S = µV 2/3. Figure 4-figure supplément 1C montre l’échelle surface-volume pour les cellules d’E. coli traitées avec la Fosfomycine qui ciblent MurA (affectant la biogenèse de la paroi cellulaire) et l’épuisement FtsZ. Nous constatons que les cellules traitées par la fosfomycine préservent la mise à l’échelle S~V2/3, tandis que la déplétion FtsZ casse la mise à l’échelle S~V2/3., Il s’agit d’un contraste clair entre le rôle des précurseurs de la paroi cellulaire et le FtsZ sur le contrôle de la forme cellulaire, ce qui implique qu’un modèle basé sur les précurseurs de la paroi cellulaire ne suffit pas à lui seul pour tenir compte des changements de forme.
à titre d’exemple, les auteurs montrent que le réglage d’un paramètre (kp) est compatible avec la notion expérimentale d’abattre la production de FtsZ. Cependant, ils ne montrent pas s’il existe un accord quantitatif entre le taux de production de FtsZ et la quantité dont ils s’attendent à avoir besoin pour changer de kp (40%).,
Notre modèle prédit qu’une réduction du taux de production de FtsZ à 40% de POIDS conduit au phénotype observé chez Zheng et al., 2016. Ceci est compatible avec la réduction de l’ARNm relatif à ~ 40% correspondant à l’addition de 3 ng / ml d’aTc (Figure 2B de Zheng et al.). Nous commentons cela dans notre manuscrit et remercions le critique de l’avoir souligné.,
2) L’utilisation de « universel » dans le titre de l’article couvre de manière significative l’étendue des espèces incluses dans les observations et une loi de puissance décrivant les données qui couvrent à peu près un ordre de grandeur. Bien que les auteurs incluent une vaste collection de données, la collection est loin d’être complète pour toutes les données de taille/forme disponibles et les auteurs n’indiquent pas clairement pourquoi ils se sont limités aux données qu’ils ont faites., Une recherche rapide dans la littérature révèle des preuves anecdotiques de tailles bactériennes beaucoup plus petites qu’un micron telles que Brevundimonas (PDA J Pharm Sci Technol. 2002 Mars-Avr;56 (2): 99-108.) à près d’un millimètre de longueur Epulopiscium (J. Protozoal., 35 (4), 1988, p. 565 à 569). Certes, ces publications n’ont peut-être pas le même type de données nécessaires pour les intégrer directement dans leur modèle, mais pour une discussion sur la « mise à l’échelle universelle », les auteurs devraient s’efforcer de couvrir une échelle de longueur aussi large que possible., Lors du choix d’un ensemble d’espèces à inclure dans cette étude, il semble que la communauté microbiologique ait déjà choisi un rapport d’aspect d’environ 4:1 dans sa définition des bactéries en forme de bâtonnet. Par exemple, les cellules qui ont un rapport d’aspect beaucoup plus court sont appelées ovoïdes ou lancettes (Streptococcus pneumoniae) ou sphériques (Staphylococcus aureus inclus ici) et celles qui sont beaucoup plus longues sont appelées filamenteuses (Sphaerotilus natans)., De manière confuse, ces auteurs n’incluent pas les espèces qui ont été traditionnellement classées comme des cellules en forme de bâtonnet avec un rapport d’aspect plus long telles que (Helicobacter, Spiroplasma, Spirochetes, Myxobacter).
Nous abordons ce point en réponse au premier examinateur. Les deux examinateurs ont soulevé un point pertinent selon lequel les cellules filamenteuses longues, telles que les spirochètes, ne conservent pas nécessairement leurs proportions. Dans la figure 1E, nous incluons maintenant les données de forme disponibles pour les Spirochètes, comme l’une des exceptions à la règle S=yV 2/3., Nous avons donc supprimé le terme « universel » du titre et de l’abrégé de notre article. Il n’en demeure pas moins que les bactéries en forme de bâtonnet (E. coli) conservent remarquablement leurs proportions sous diverses perturbations de taille couvrant deux ordres de grandeur (Figure 1A).
dans la Figure 1E, nous avons maintenant élargi l’ensemble de données pour couvrir deux ordres de grandeur en incluant 49 espèces bactériennes différentes en forme de bâtonnets et 1 archée en forme de bâtonnets. Tous se trouvent sur la courbe S=yV 2/3, confirmant nos prédictions. En outre, nous avons également élargi le E., coli dataset par 30 plus de conditions de croissance des nutriments (Gray et al., 2019), confirmant notre déclaration initiale d’homéostasie du rapport d’aspect.
Nous sommes reconnaissants à l’examinateur d’avoir fourni les articles faisant état d’une plage de volume drastique chez les bactéries couvrant 2 ordres de grandeur. Les bactéries que nous incluons dans la Figure 1E sont celles qui sont connues se divisent à l’aide de machines FtsZ lors de la fission binaire. Ceci afin de maintenir la cohérence avec notre modèle basé sur la réglementation FtsZ. Pour cette raison, nous n’avons pas inclus Epulopiscium dans notre analyse., Nous n’avons pas non plus inclus Sphaerotilus natans dans notre graphique car nous n’avons pas pu trouver de bonnes mesures de forme pour cela. Conformément aux commentaires du critique, nous avons maintenant inclus des cellules filamenteuses plus longues dans la Figure 1e. nous avons également introduit un nouveau dessin animé dans la Figure 1D montrant combien de temps les cellules filamenteuses qui maintiennent leur largeur constante auraient une loi de mise à l’échelle différente S~V.
3) Je ne suis pas entièrement convaincu que la mise à l’échelle universelle s’applique dans les données de la cellule unique (Figure 1d)., En traçant les données d’une cellule unique à partir d’une variété d’expériences, la gamme des données semble accorder une plus grande priorité aux moyennes. Cependant, dans chaque condition, il semble y avoir des écarts clairs par rapport au « rapport d’aspect unique », conformément au modèle de croissance cellulaire unique de l’auteur selon lequel les cellules se développent sans changer leur diamètre avant de se diviser. Cela devrait entraîner un changement grossièrement facteur de deux dans le rapport d’aspect de la naissance à la division. Je pense que c’est ce à quoi les auteurs se réfèrent dans le quatrième paragraphe de l’Introduction, mais qu’ils devraient en discuter plus en détail.,
Dans notre soumission initiale, nous avions déjà exploré en détail l’écart par rapport à la mise à l’échelle des 2/3 dans les données unicellulaires (Figure 2-figure supplément 1A—B). La principale raison de l’écart par rapport à la mise à l’échelle 2/3 provient de grandes fluctuations de la longueur du nouveau-né pour une largeur donnée de bactéries. En utilisant notre modèle, nous pouvons expliquer quantitativement l’écart par rapport à l’échelle universelle en incorporant des fluctuations mesurées expérimentalement dans la largeur et la longueur des cellules, en accord avec les données expérimentales., Nous avons maintenant tenté de mieux expliquer cela dans le manuscrit et dans la légende de la figure supplémentaire.
4) Je ne comprends pas du tout la figure 2B. En particulier, le regroupement des données que j’ai pu trouver dans Taheri-Araghi et coll., 2015, est binned par la taille des cellules à la naissance, pas le taux de croissance cellulaire individuel. En outre, les auteurs ne décrivent pas comment ils vont à partir des données de Taheri-Araghi et al., 2015, aux données de la figure 2B, mais il se pourrait qu’ils aient obtenu les données brutes des auteurs et effectué un nouveau type d’analyse., Dans l’affirmative, une description de ce processus devrait être incluse.
Le laboratoire Suckjoon Jun nous a gentiment fourni les données brutes pour la largeur et la longueur d’une cellule à différents taux de croissance (conditions). Nous avons réanalysé les données, effectué le binning et l’analyse nécessaires. Nous avons clairement indiqué dans l’Annexe et dans chaque figure de légende.
5) Je ne sais pas pourquoi les données de knockdown MreB et FtsZ de Si et al. est inclus dans les données de la figure 1A en vrac, mais les données MreB et FtsZ knockdown de Zheng et al., est traité comme une expérience complètement séparée. Si l’approche utilisée par ces deux études était différente, il pourrait être utile d’expliquer pourquoi certaines données sont incluses à un endroit et d’autres non.
Pour des raisons de cohérence, nous traçons maintenant les données de neutralisation MreB et FtsZ de Si et al. dans la figure 4B. Les données de knockdown de Si et al. couvrir une petite plage dynamique il est donc difficile d’extraire une tendance claire à partir de ces seules données. Ceci est probablement dû au fait que les cellules de ces expériences de knockdown ont été cultivées dans des milieux à croissance lente (MOPS glucose + 6 a. a., avec un taux de croissance ~0. ,75 h-1) et de petites perturbations, alors que les données de Zheng et al. qui montrent des changements drastiques de forme cellulaire (Figure 4B) sont obtenus à partir d’expériences sur des milieux riches (RDM + glucose, avec un taux de croissance 1.6 h-1) et de grandes perturbations. La tendance de Si et al. semble être compatible avec ceux de Zheng et al.
https://doi.org/10.7554/eLife.47033.015
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