Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich) en collaboration avec des experts de l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), publiée dans la revue La naturea révélé l’existence d’une nouvelle famille de bactéries marines dont la capacité génétique, par l’immense nombre de groupes de gènes biosynthétiques dans leurs génomes (BGC), pourrait conduire à de nombreuses applications biotechnologiques.
La famille appartient au phylum Eremiobacterota, et jusqu’à présent on pensait qu’elle n’existait que dans les environnements terrestres. Cependant, selon les travaux publiés aujourd’hui, ces bactéries se retrouvent également dans l’océan. « En plus de faire partie d’un groupe bactérien très diversifié d’un point de vue biosynthétique, ces bactéries sont omniprésentes et abondamment distribuées dans toute la colonne d’eau de l’océan », explique Shinichi Sunagawa, professeur à l’ETH Zürich et chef de l’équipe qui a dirigé l’étude. .
Lucas Paoli, chercheur à l’ETH Zürich et premier auteur de l’étude, souligne que « certaines espèces de la famille pourraient représenter jusqu’à 6% de toutes les bactéries présentes dans des parties spécifiques de l’océan, ce qui équivaut à plusieurs millions d’organismes par litre d’eau de mer ». . »
C’est ce qu’a révélé l’analyse de plus de 1 000 échantillons d’eau collectés lors de l’expédition Tara Oceans. Au total, l’équipe de recherche a identifié plus de 7 000 familles de groupes de gènes biosynthétiques – la plupart d’entre eux jusqu’alors inconnus – qui pourraient être utilisés pour synthétiser des composés biochimiques et améliorer les processus biotechnologiques, entre autres applications.
« Ces résultats mettent en évidence le manque de connaissances que nous avons sur la vie microscopique des océans. Ce n’est que ces dernières années, grâce à plusieurs campagnes de circumnavigation océanique et à l’utilisation de nouvelles méthodes moléculaires, que nous avons commencé à savoir quels organismes, quels gènes et quel potentiel biotechnologique est caché sous la peau de l’océan », expose le chercheur de l’ICM-CSIC Josep M. Gasol, qui a participé à l’étude.
Enfin, la chercheuse de l’ICM-CSIC Silvia G Acinas, membre de l’équipe coordinatrice de la campagne Tara Oceans, souligne que « grâce à l’intégration de milliers de génomes microbiens issus de différentes expéditions, il a été possible de rechercher quels micro-organismes ont une grande capacité génétique potentiel, qui servira à explorer de nouvelles molécules bioactives. »
Selon le chercheur, « Certains d’entre eux pourraient être utilisés dans de nouvelles thérapies, tandis que d’autres pourraient aider à améliorer certains processus biotechnologiques, et par extension, notre qualité de vie dans le futur. »
Les micro-organismes, une surprise pour l’industrie
Les microbes, en particulier les bactéries, sont métaboliquement extrêmement divers et se trouvent en abondance dans tous les recoins de la nature. Cependant, la grande majorité n’a pas encore été cultivée ou étudiée en laboratoire, laissant leur diversité métabolique inconnue.
En l’absence de cultures, les équipes scientifiques ont eu recours au séquençage du microbiome, c’est-à-dire au séquençage de tout l’ADN contenu dans les communautés microbiennes de ces échantillons marins afin de reconstruire les génomes de ces micro-organismes par analyse bioinformatique.
« C’est ainsi que nous avons pu reconstruire 25 000 génomes de micro-organismes marins, qui, avec 10 000 autres génomes qui existaient déjà auparavant, constituent la plus grande base de données de ces communautés au niveau mondial », explique Pablo Sánchez, chercheur à l’ICM-CSIC.
Les recherches futures se concentreront sur la distribution et la fonction des micro-organismes marins, car ils peuvent jouer un rôle crucial dans l’évolution et l’adaptation de l’océan aux changements que subit la biosphère.
Lucas Paoli et al, Potentiel biosynthétique du microbiome océanique mondial, La nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-O22-04862-3
Fourni par l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC)