Une équipe de recherche a découvert une bactérie unique, énorme et inhabituelle dans les profondeurs brumeuses de la mangrove des Caraïbes. Thiomargarita magnifica, Il est 5 000 fois plus gros que la plupart des bactéries et possède une structure cellulaire et génomique très inhabituelle, ce qui indique que les scientifiques ont beaucoup à apprendre sur le monde des micro-organismes et des non-micro-organismes.
L’étude a été publiée dans les sciences.
Thiomargarita magnificamarais
Olivier Gross, professeur à l’Université des Antilles françaises, a passé deux décennies à rechercher des microbes dans les eaux peu profondes de la région de la forêt de mangrove des Caraïbes. Ces environnements marécageux sont « caractérisés par des marées basses et de grandes quantités de matière organique qui s’accumulent dans ou au-dessus des sédiments », a déclaré Gross lors d’une conférence de presse.
Alors que les détritus dégradants des mangroves peuvent être inhospitaliers pour les humains, c’est un buffet de nombreux micro-organismes, qui décomposent la boue organique, produisant du sulfure, un composé qui sent les œufs pourris. Il y a plus de dix ans, lors de la recherche d’échantillons de racines submergées de mangroves, Gross a trouvé de minces fils blancs attachés aux feuilles submergées des arbres.
Gross a d’abord cru que le fil appartenait à des eucaryotes. C’était la conclusion évidente – les bactéries et les eucaryotes sont deux domaines distincts de la vie. Alors que les eucaryotes, qui emprisonnent leur matériel génétique à l’intérieur de noyaux recouverts d’une membrane, peuvent atteindre une taille énorme (les champignons, les plantes et les animaux sont tous des eucaryotes), les bactéries, en moyenne, sont d’environ 2 micromètrem de taille – beaucoup moins que ce que nos yeux peuvent voir.
Bactéries, env. Découverte dans les mangroves françaises des Caraïbes, Thiomargarita magnifica appartient au genre Thiomargarita. Crédit image : Thomas Temel
Mais en regardant son microscope, Gross n’a pu identifier aucun noyau – l’intérieur de la cellule ressemblait plus au noyau d’une bactérie.
Pépins: autre Côté de la T. Magnificabizarre
à partir de ce point, T. Magnifica Il est devenu le sujet d’années d’analyses à plusieurs niveaux, qui ont déterminé que l’étrangeté de la bactérie ne s’arrêtait pas à sa taille. L’espace intérieur de la cellule est rempli de petits organites qui contiennent de l’ADN et des ribosomes – des structures qui aident au traitement de l’ADN. « Ces parties représentent un nouveau type d’organisme bactérien que nous avons nommé Pépins, qui signifie en français, les petites graines dans le fruit. Il s’agit d’une observation importante car jusqu’à présent, on a constaté que l’emballage de l’ADN de la cellule dans un organite lié à la membrane était entièrement limité aux cellules eucaryotes. Laboratoire National de Recherche sur les Systèmes Complexes.
Malgré une structure rappelant celle des eucaryotes, l’analyse de l’ADN a confirmé cette T. Magnifica C’était sans doute une bactérie. Mais même au niveau génétique, ce microbe inhabituel réserve des surprises. Tanya Wiki, un autre co-auteur qui travaille au Joint Genome Institute du Département de l’énergie, l’a expliqué tout en T MagnificaLe génome de 12 millions de paires de bases se situait largement dans les limites de l’existence de ces bactéries, et le nombre de copies du génome de la bactérie était d’une taille différente.
Cette duplication du génome est connue sous le nom de polyploïdie. Alors que les humains ont deux copies de notre matériel génétique dans chaque cellule (une de la mère et une du père) et qu’il est donc diploïdeIl n’est pas rare que d’autres organismes contiennent plus de deux ensembles de matériel génétique. Quelques hybrides de blé cinqet quelques fraises Déca. Récemment, des bactéries possédant plus de dix copies de leur génome sont apparues Découvrir. T Magnifica Un demi-million d’exemplaires. Wiki dit que cela fonctionne sur six billions de bases d’ADN. « Cela signifie que T. Magnifica Il stocke beaucoup plus d’ADN en soi qu’une cellule humaine.
Les avantages d’être grand
T. MagnificaLa taille et la complexité sont évidentes. L’équipe affirme que les raisons de ces fonctionnalités restent floues. La présence d’ADN isolé peut permettre T. Magnifica Pour améliorer le contrôle de leurs fonctions cellulaires, suggèrent-ils. Quant à savoir pourquoi l’organisme a atteint une taille aussi gigantesque, les chercheurs ne peuvent que spéculer. Une motivation pourrait être la survie : « Si vous devenez des centaines ou des milliers de fois plus gros que votre prédateur, le prédateur ne peut pas vous consommer », explique Voland. D’autres théories circulent sur l’emplacement unique de la bactérie à l’interface entre les sédiments de la mangrove, dépourvus d’oxygène, et l’eau riche en oxygène. Peut-être, dit Volland, que la croissance dans d’énormes filaments permet aux bactéries de mieux exploiter les gradients chimiques dans leur environnement.
Moustaches de Californie. Thiomargarita magnifica. Photo par Olivier Gros
Cependant, la seule chose à propos de l’équipe est que T. Magnifica Le génome bactérien et la taille des eucaryotes ne font pas le chaînon manquant entre ces domaines de la vie. « Cette bactérie, le cas échéant, a évolué, vous savez, probablement vers une plus grande complexité au sein de sa lignée, mais ce n’est pas l’origine des cellules complexes enregistrées », a déclaré Volland.
Cependant, ces énormes et étranges bactéries soulèvent de nombreuses questions sur notre compréhension de la complexité bactérienne, dit Voland. « Peut-être que cela nous dit que nous sommes probablement un peu biaisés, quand nous pensons aux bactéries… parce que la plupart des recherches microbiologiques sur les bactéries ont été faites sur quelques systèmes modèles qui sont isolés et faciles à cultiver en laboratoire. Mais il existe en fait une incroyable diversité de bactéries et d’archées, et de microbes en général, qui sont difficiles à trouver, à étudier ou à cultiver. Cela nous indique que nous sommes également susceptibles de regarder à l’extérieur des réverbères.
référence: Volland J, Gonzalez-Rizzo S, Gros, O et al. Une bactérie d’un centimètre de long contient de l’ADN contenu dans des organites liées à la membrane métaboliquement actives. les sciences. 2022 ; 276 (6600): 1453–1458. dui : 10.1126 / Sciences. abb3634
