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Croissance bactérienne



  1. #1
    Laotze

    Croissance bactérienne


    ------

    Bonjour:

    Je voudrais savoir si vous connaissez un modèle mathématique de la croissance bactérienne plus avancé que les modèle de Malthus (croissance exponentielle) et le modèle de logistique continue (par la loi de Verhulst).

    J'ai trouvé ça http://http://fr.wikipedia.org/wiki/...ct%C3%A9riennemais c'est très empirique... voyez vous d'autres qui sont plus efficaces ou c'est tout ce qu'il y a comme modèles?

    Merci d'avance!

    -----

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  3. #2
    kinette

    Re : Croissance bactérienne

    Bonjour,
    Je pense qu'il y a plein de modèles différents... j'ai trouvé un document qui en recense pas mal mais la version PDF ne marche pas, donc je te donne le lien pour la version HTML:
    http://209.85.135.104/search?q=cache...lnk&cd=1&gl=fr
    Je pense que ça pourra te donner des pistes.
    Bon courage,
    K
    Nomina si nescis, perit et cognito rerum.

  4. #3
    Laotze

    Re : Croissance bactérienne

    Bonjour kinette!

    Merci pour la réponse.
    En fait, dans le document que vous avez mis en lien, je ne vois pas la partie sur la décroissance des bactéries suite à l'épuisement du milieu de croissance.

    Est-ce que vous voyez d'autres documents qui en parlent? Merci encore!

  5. #4
    wolfgangouille

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    Salut Laotz,

    Je suis également interessé par la modélisation de la croissance bactérienne, mais n'ayant rien trouvé non plus qui sorte de l'ordinaire, je me suis lancé dans une simulation informatique sous MatLab (R).
    Je suis conscient qu'elle n'est pas complète ; déjà je n'ai pas beaucoups de paramètres variables pour les bactéries : durée du cycle cellulaire, quantité de matière assimilée par unité de temps, quantité de matière devant être assimilée pour pouvoir se diviser, et durée maximale de survit durant le jeun. ( Les autres paramètres sont le nombre initial de bactérie, la quantité de matière nutritive initiale, la vitesse de régénération du milieu et la durée de l'expérience.) Ensuite, je ne tiens pas compte de la variabilité des individus, ce qui est presque un sacrilège lorsqu'on parle de bactéries !
    Pour résumer, il manque des paramètres et il faudrait faire varier ces paramètres au sein de la colonie.
    Cependant, les résultats que j'ai obtenus sont plutôt encourageants : avec ces quelques paramètres, et selon les variables initiales, non seulement j'obtiens des résultats plausibles, mais surtout j'obtiens des courbes très similaires à celles décrites par les modèles en vigueurs de nos jours et aux observations.
    Ainsi je suis certain qu'en connaissant mieux les différents paramètres propres à telle ou telle espèce bactérienne, il est possible de faire des simulations très fines. Cependant, deux problèmes majeurs persisteront à mon avis : déjà ces simulations seront surtout utilisées pour la croissance bactérienne in vitro, ce qui est limité, et ensuite le modèle mathématique sous-jacent sera toujours aussi difficile à faire ressortir !

    Aussi je demande de l'aide à quiconque ayant des connaissances en bactériologie. J'ai des questions très précises visant à affiner cette simulation:
    1°) Déjà je sais qu'au sein d'une colonie, toutes les bactéries ne se divisent pas à la même vitesse. Peut on quantifier réellement ces différences? Par exemple en fonction de l'éloignement de la bactérie au barycentre de la colonie (il faut alors imaginer une simulation dans l'espace !) ?
    2°) Ensuite ce qui fixe la durée du cycle, c'est le temps qu'il faut pour incorporer assez de nourriture? Le temps qu'il faut pour dupliquer l'ADN? etc...
    3°) Une bactérie peut elle se diviser indéfiniement (pas de télomères mais bon on sait jamais...)?
    4°) Les bactéries consomment-elles des nutriments en continue, où s'arrêtent-elles lorsqu'elles en ont assez pour se diviser ?

    Pouhlala que de questions ! C'est tellement passionant tout ça !
    Bon surtout n'hésitez pas à m'aider si vous en avez l'envie et le temps, ou à me demandez des screenshot des courbes obtenues avec mon petit programme !
    @+ tout le monde

    Renaud
    Renaud

  6. #5
    Lord M

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    Salut !

    Un article qui reprend ps mal de modèles plutôt efficace pour simuler une croissance bactérienne :
    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/en...&dopt=Citation
    Lord M

    What we do in life echoes in eternity

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Jean-Luc P

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    Je n'ai pas de données particulières mais il y aussi des phénomènes de symétrie, ou liés à la gravité lors des divions sur boîtes : les colonies n'ont pas toutes la même forme, et le même profil d'altitude. A rajouter aussi le rôle des molécules sécrétées pouvant former diverses matrices.

    Il a été montré dans certains cas particuliers de bacilles se divisant en s'allongeant que l'extrémité ancienne ne pouvait donner lieu à une division qu'un nombre limité de fois en suivant les bactéries pendant assez longtemps, à mon avis ça a du être publié dans Nature ou Science pour que je l'aie vu, éventuellement EMBO ou Cell (mais Cell concerne plutôt les eucaryotes, non ?)
    Jean-Luc
    La violence est le dernier refuge de l'incompétence.
    Salvor Hardin

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  10. #7
    doubleD

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    salut
    cette publi a fait l'objet d'un news of the week dans science en 2001 je crois, mais c'est publié dans un plos biology.
    J'avais mis le lien et l'abstract y a pas si longtemps dans une discussion "pourquoi on meurt" je crois. y a plus qu'à faire de l'archéologie

  11. #8
    wolfgangouille

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    Rebonjour !
    Bon j'ai affiné un peu mon programme en rajoutant des paramètres, et en supprimant certains qui à mon gout étaient redondants. J'ai également introduit une certaine variabilité au sein de la colonie, ainsi que des mutations lors de la division, c'est à dire que les deux cellules filles vont être légèrements différentes de la cellule mère, et ce suivant un taux de mutation qu'on peut introduire en variable d'entrée (ça peut être intéressant).
    Les simulations en sont encore meilleurs. Je pense qu'on peut même suivre la proportion de tel ou tel allèle d'un caractère au sein de la population avec le temps et ça aussi c'est extra.
    Bon je parle je parle, mais je vais vous mettre des courbes que j'ai obtenu. D'ailleurs si vous avez des idée de conditions initiales, n'hesitez pas !

    courbe 1 : témoin
    quantitée initiale de substrat : 100000
    nombre initial de bactérie : 10
    quantité de substrat devant être assimilée pour la division : 20
    vitesse d'absorption du substrat : 1
    vitesse de consommation du substrat (catabolisme) : 0.05
    vitesse de régénration du substrat : 0
    durée de l'experience : 500

    courbe 2:
    nombre initial de bactérie : 5

    courbe 3:
    nombre initial de bactérie : 20

    courbe 4:

    quantité de substrat devant être assimilée pour la division : 30

    courbe 5:
    quantité de substrat devant être assimilée pour la division : 10

    courbe 6:
    quantitée initiale de substrat : 10000
    vitesse de régénration du substrat : 5
    durée de l'experience : 1300

    courbe 7:
    quantitée initiale de substrat : 0 !
    nombre initial de bactérie : 1 !
    vitesse de régénration du substrat : 50

    et voila c'est tout pour l'instant !
    1.jpg
    2.jpg
    3.jpg
    4.jpg
    5.jpg
    Je posterais les deux dernières dans un autre message !
    Renaud

  12. #9
    wolfgangouille

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    6.jpg
    7.jpg
    Voilà qu'en pensez vous?
    Renaud

  13. #10
    le_troll

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    Citation Envoyé par wolfgangouille Voir le message
    Aussi je demande de l'aide à quiconque ayant des connaissances en bactériologie. J'ai des questions très précises visant à affiner cette simulation:
    1°) Déjà je sais qu'au sein d'une colonie, toutes les bactéries ne se divisent pas à la même vitesse. Peut on quantifier réellement ces différences? Par exemple en fonction de l'éloignement de la bactérie au barycentre de la colonie (il faut alors imaginer une simulation dans l'espace !) ?
    Il faut déjà que tu définisses ce que tu veux modéliser. les courbes de croissance sont faite en milieux liquides. a ma connaissance on en fait pas en milieux solide (mais ça existe peut être).
    La différence est primordiale car l'accés au ressource en milieu solide est différente entre un milieux solide et liquide. on considère qu'en milieux liquide sous agitation que les toutes les bactéries ont toute le même accés au ressource. Alors que ce n'est pas le cas en solide.

    Citation Envoyé par wolfgangouille Voir le message
    2°) Ensuite ce qui fixe la durée du cycle, c'est le temps qu'il faut pour incorporer assez de nourriture? Le temps qu'il faut pour dupliquer l'ADN? etc...
    La durée minimale d'un cycle est fixé par la vitesse maximal que peux atteindre l'organisme pour se diviser l'étape cinétiquement limitante étant la plus part du temps la division du génome. donc quand toute les conditions de milieux sont idéale, ce qui limite la vitesse de réplication c'est la vitesse de reproduction de l'ADN. Sachant qu'E. Coli pour atteindre un temps de génération de 20min commence la réplication de son ADN pour l'étape n à l'étape n-1.

    Aprés bien sur si les conditions de milieu sont limitante la vitesse sera limité par l'accés et le traitement des ressource disponible. car par exemple certaine source de Carbone sont moins facilement assimilable que d'autre.

    Citation Envoyé par wolfgangouille Voir le message
    3°) Une bactérie peut elle se diviser indéfiniement (pas de télomères mais bon on sait jamais...)?
    Aussi étonnant que cela puisse paraitre les bactéries aussi vieillisse. mais ce serais un peu trop long à expliquer et je ne suis pas qualifier pour l'expliquation . dans tout les cas tu peux négliger ça dans ta simulation je pense.

    Citation Envoyé par wolfgangouille Voir le message
    4°) Les bactéries consomment-elles des nutriments en continue, où s'arrêtent-elles lorsqu'elles en ont assez pour se diviser ?
    une bactérie n'est pas assez complexe pour adapter son comportement à une limitation future de ses ressources. sa stratégie est de se diviser au maximum des possibilités du milieux. et si le milieux devient défavorable de rentrer en resistance. donc tu peux considérer la consommation des nutriements comme étant continue.

    Aprés il faut voir que la simulation que tu cherches a faire est celle d'une culture liquide sans renouvellement de milieux dite en batch. l'une des raisons à mon avis du peu de donnée sur ce type de culture c'est qu'elle n'a guère d'interet pratique. Il n'y a guère qu'en recherche qu'on pratique ce genre de culture et pour le biologiste de base la courbe tel qu'on l'obtient expérimentalement est bien suffisante.
    En industrie les cultures sont faite en continu dans des fermenteur, avec des systèmes d'influx de nutriement et d'eflux du milieu. le but étant de maintenir les bactéries en phase exponnentiel de croissance. La ne se pose probablement pas de question de simulation de croissance. mais des problèmes de flux de nutriement ect ...

  14. #11
    wolfgangouille

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    Merci beaucoups pour cette réponse !
    En réalité, mon projet est un peu plus large, mais c'est mon projet, donc je me voyais mal le poster ici. En fait j'aimerais simuler l'évolution d'un ecosystème simple : proie+prédateur+milieu.
    Les bactérie utiliseraient le substrat et serviraient de nourriture aux prédateur.
    Renaud

  15. #12
    piwi

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    J'ai un vague souvenir du modèle de Gompertz pour étudier la croissance d'une population (cellules cancéreuses entre autre).
    Vous êtes vous penché sur son cas?

    J'en avais un autre en poche mais son nom m'échappe (me suis plus intéressé à cela depuis plus de 10 ans)

    Cordialement,
    piwi
    Je sers la science et c'est ma joie.... Il parait.

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  17. #13
    Laotze

    Re : [microbiologie] Croissance bactérienne

    Whoa tant de messages déjà?! Et comment ?! Je ne suis qu'un débutant en la matière... un curieux qui cherche un modèle math... Bref, les courbes de croissance de Matlab sont...eh bien, très complexes (au fait, Matlab est-il gratuit ou payant? si oui, vous avez un site pour le téléchargement? Merci! ^^)... est-ce que les calculs peuvent être explicités ou c'est trop loin pour un étudiant de 21 ans (en médecine par exemple) bien fait ? ^^ C'est en tout cas très chouette de votre part!

    Merci!
    Dernière modification par Laotze ; 23/08/2007 à 20h57. Motif: correction

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