Développement intracellulaire et impact d’un parasite eucaryote marin sur son hôte

C’est une histoire aussi vieille que le temps. Un parasite se nourrit d’une autre espèce, prenant ce dont il a besoin et laissant éventuellement un cadavre d’organisme hôte dans son sillage.

On pourrait penser que dans le monde des microalgues, cela ne se produit même pas, ou que les parasites se régalent d’un organisme unicellulaire entier parce que cela ne semble pas être un très gros repas. Mais, hélas, ce n’est pas forcément le cas. Et dans cette histoire de recherche, nous apprenons qu’un plancton détourne l’énergie, le métabolisme et peut-être même le matériel génétique d’un autre plancton, alors que les victimes sont encore en vie.

Les scientifiques de l’EMBL du groupe Schwab ont étudié ce sujet dans le cadre d’un projet de recherche mené par le groupe de Johan Decelle et Laure Guillou, respectivement au CNRS de Grenoble et à la station marine de Roscoff. Alors que de plus en plus de chercheurs ont travaillé pour caractériser et comprendre les parasites océaniques au cours de la dernière décennie, ces scientifiques se sont concentrés sur une meilleure compréhension des relations planctoniques, en particulier une souche d’Amoebophyra parasite et son hôte microalgal Scrippsiella acuminata.

En juillet, les scientifiques ont publié les résultats de leurs récentes recherches impliquant la microscopie électronique 3D combinée à la transcriptomique. Ce dernier peut identifier les gènes et les voies d’un parasite et comment ils répondent aux stimuli, y compris lorsqu’ils sont en train de dépasser le noyau d’un phytoplancton pour détourner les processus de production d’énergie.

Oui, c’est ce qui arrive à S. acuminata, une microalgue unicellulaire connue sous le nom de dinoflagellé, lorsqu’elle est envahie par le parasite Amoebophyra. S. acuminata n’est pas nécessairement un spectateur innocent dans cette histoire non plus. De nombreux dinoflagellés – y compris à la fois le parasite et l’hôte dans ce cas – sont associés à des «marées rouges», des proliférations d’algues nuisibles qui ont des conséquences considérables sur l’environnement et la santé humaine.

Amoebophyra est un parasite mais aussi un autre type de dinoflagellé. Tout comme un virus, un ou plusieurs entreront dans les cellules de S. acuminata tandis que l’hôte sans méfiance continue de nager dans son monde aquatique comme si rien n’avait changé, alors même qu’Amoebophyra dévore son noyau. Remarquablement, S. acuminata continue de nager et de faire la photosynthèse alors que le parasite dépasse activement les cellules productrices d’énergie dans le noyau de l’hôte.

Ensuite, le parasite commence à se répliquer au sein de cet hôte unicellulaire, générant plus de parasites qui finiront par partir pour trouver leurs propres hôtes et recommencer ce processus, se lançant dans leurs propres conquêtes parasitaires. L’hôte S. acuminata, cependant, finit par mourir – un résultat légèrement différent de celui de Zombieland. Le plancton mort-vivant ne semble pas encore exister.

Et bien que cela fasse une bonne histoire d’Halloween, la science sert un objectif plus important.

« Cette recherche n’est vraiment que le début pour faire la lumière sur ce qui se passe dans l’écosystème au sens large », a déclaré Decelle. « Avec ce type de microscopie 3D, nous avons pu observer un processus se déroulant à l’intérieur du noyau, étape par étape à une résolution à l’échelle nanométrique. Maintenant, il s’agit de déchiffrer les mécanismes et de voir où ces petites activités ont des implications à une échelle beaucoup plus grande – le milieu dans lequel ils vivent. »

La recherche a été publiée dans La revue ISME.