Les micro-organismes anciens de l’Antarctique sont des prédateurs agressifs
En Antarctique, il existe un petit lac, appelé Deep Lake, qui est si salé qu’il reste libre de glace toute l’année malgré des températures pouvant descendre jusqu’à -20°C en hiver. Les archées, un type unique de micro-organisme unicellulaire, prospèrent dans cet environnement extrêmement froid.
Les microbiologistes de l’Université de technologie de Sydney (UTS), le Dr Yan Liao, et le professeur associé Iain Duggin, de l’Institut australien de microbiologie et d’infection, ont étudié comment ces formes de vie simples et anciennes se développent et survivent.
« Les archées sont l’une des trois lignées du vivant, aux côtés des bactéries et des eucaryotes (organismes dont les cellules ont un noyau entouré d’une membrane, y compris les plantes et les animaux). Elles sont très répandues et jouent un rôle crucial dans le maintien des écosystèmes terrestres », a déclaré le Dr Liao.
Une nouvelle étude publiée dans Nature Communicationsdirigée par le Dr Liao et le Dr Joshua Hamm de l’Institut royal néerlandais pour la recherche marine, montre pour la première fois que certaines de ces archées se comportent comme des prédateurs parasites qui tuent rapidement leurs hôtes.
« Elles sont moins étudiées et comprises que les autres lignées. Cependant, les archées fournissent des indices sur l’évolution de la vie sur Terre, ainsi que sur la façon dont la vie pourrait exister sur d’autres planètes. Leur biochimie unique recèle également des applications prometteuses en biotechnologie et en bioremédiation.
« On les a trouvés en train de prospérer dans des sources chaudes très acides et bouillantes, dans des sources hydrothermales en eaux profondes à des températures bien supérieures à 100°C, dans des eaux hypersalines comme la mer Morte, ainsi qu’en Antarctique », a déclaré le Dr Liao.
Les archées utilisées dans l’étude ont été collectées dans le lac Deep Lake froid et hypersalin de l’Antarctique par le professeur Ricardo Cavicchioli, auteur principal de l’UNSW Sydney, qui a initialement dirigé ce projet. Le Dr Liao et le professeur associé Duggin se sont également rendus dans les lacs salés roses australiens pour collecter des archées.
Parmi les archées, il existe un groupe appelé archées DPANN, beaucoup plus petites que les autres archées, avec des génomes très petits et des capacités métaboliques limitées. L’étude révèle que leur survie dépend des microbes hôtes, en particulier d’autres archées.
« C’est la première fois qu’un comportement aussi agressif est observé chez les archées. À bien des égards, cette activité est similaire à celle de certains virus. Cela nous amène à réévaluer leur rôle écologique dans l’environnement antarctique », a déclaré le Dr Hamm.
Très peu d’archées DPANN ont été cultivées en laboratoire, et le Dr Liao et ses collègues ont développé de nouvelles techniques, notamment la coloration unique d’échantillons, la microscopie à fluorescence en direct et la microscopie électronique, pour visualiser les parties internes des cellules hôtes et suivre les interactions entre les archées DPANN et leurs hôtes.
Le Dr Liao a coloré l’hôte, un archéon appelé Halorubrum lacusprofundi, et l’archéon parasite DPANN Candidatus Nanohaloarchaeum antarcticus, avec des colorants non cytotoxiques qui brillent de différentes couleurs lorsqu’ils sont exposés à la lumière laser.
« Cela nous a permis d’observer les organismes ensemble sur des périodes prolongées et d’identifier les cellules par couleur. Nous avons vu les parasites DPANN se fixer, puis sembler se déplacer dans la cellule hôte, entraînant la lyse ou l’éclatement de la cellule hôte », a-t-elle déclaré.
Le professeur associé Duggin a déclaré que les prédateurs sont des acteurs importants dans les écosystèmes car lorsqu’ils tuent leurs hôtes, non seulement ils se nourrissent, mais ils mettent également les restes des cellules hôtes à la disposition d’autres organismes pour qu’ils puissent s’en nourrir.
« Cela permet à d’autres microbes de se développer et empêche l’organisme hôte de stocker des nutriments. Les archées DPANN que nous avons étudiées semblent jouer un rôle beaucoup plus important dans les écosystèmes qu’on ne le pensait. Un mode de vie parasitaire ou infectieux de ces archées pourrait être courant. »
Le Dr Liao a déclaré que ses recherches futures visaient à explorer les archées pour des applications biomédicales et biotechnologiques. Bien qu’aucune archée ne soit à l’origine de maladies, elles pourraient néanmoins avoir un impact sur le bien-être. Les archées sont également responsables des émissions de méthane du bétail, de sorte qu’une meilleure connaissance des modes de vie des archées pourrait être utile pour lutter contre le changement climatique.
La recherche est le fruit d’une collaboration internationale impliquant l’UTS, l’Institut royal néerlandais pour la recherche maritime, l’UNSW Sydney, le laboratoire de biologie moléculaire du MRC de Cambridge et l’université d’Oxford.
Plus d’information:
Joshua N. Hamm et al, Le mode de vie parasitaire d’un symbiote archéen, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49962-y
Fourni par l’Université de Technologie de Sydney
Citation:Les anciens micro-organismes de l’Antarctique sont des prédateurs agressifs (2024, 2 août) récupéré le 2 août 2024 à partir de
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