Le encombrement moléculaire limite la traduction et la croissance cellulaire

La croissance bactérienne dépend de manière cruciale de la synthèse des protéines et donc de l'abondance cellulaire de ribosomes et de protéines associées. Ici, nous montrons que la diffusion lente des complexes d'ARNt volumineux dans le cytoplasme encombré impose une limite physique à la vitesse de traduction, ce qui limite en fin de compte le taux de croissance cellulaire. Pour étudier l'allocation nécessaire des protéines translationales auxiliaires pour atténuer l'effet de l'encombrement moléculaire, nous développons un modèle de croissance cellulaire basé sur un partitionnement grossier du protéome. Nous constatons que la régulation conjointe des protéines affiliées aux ribosomes et à l'ARNt est cohérente avec les dépendances mesurées du taux de croissance et aboutit à une allocation presque optimale sur une large gamme de taux de croissance. L'analyse résout également une controverse de longue date en physiologie de la croissance bactérienne concernant la dépendance à la vitesse de croissance de la vitesse de traduction et sert d'avertissement contre l'identification prématurée des paramètres phénoménologiques avec des processus mécanistiques.