Il y a trois ans, María del Carmen Muñoz, chercheuse à l’Université de Cordoue, examinait au microscope électronique les vésicules de cyanobactéries marines et a découvert, presque par hasard, quelque chose à laquelle elle ne s’attendait pas : des structures qui, bien qu’elles aient déjà été découvert il y a des années chez d’autres bactéries, n’avait jamais été trouvé chez ce type d’être vivant, responsable de la production de plus de la moitié de l’oxygène sur Terre.
C’est ainsi qu’a commencé une vaste étude menée par une équipe multidisciplinaire, et leurs conclusions viennent d’être publiées. publié dans la revue Avancées scientifiques.
Ces étranges structures sont appelées nanotubes membranaires, et le plus important est que, selon l’étude, ces petits tubes permettent à ces êtres vivants de transférer de la matière en générant un pont d’échange, une sorte de tuyau qui se connecte aux cellules voisines, leur permettant de transférer des substances de certaines cyanobactéries à d’autres. Depuis la découverte de ces organismes, c’est la première fois qu’un contact physique et direct entre eux est démontré.
« Cette découverte a d’énormes implications et renforce l’idée selon laquelle nous devons changer notre façon de penser les cyanobactéries », a déclaré le chercheur José Manuel García. Contestant l’idée selon laquelle ces organismes opèrent de manière isolée, l’étude suggère qu’ils pourraient agir comme une sorte de réseau dans lequel ils interagissent, une prémisse d’une grande pertinence étant donné que ces êtres vivants sont les organismes photosynthétiques les plus abondants de la planète, représentant un véritable « poumon » des océans et indispensable à la subsistance de la vie telle que nous la connaissons.
Ces dernières années, l’étude, dirigée par le chercheur principal Muñoz, a mobilisé un groupe multidisciplinaire composé, entre autres, des départements de biochimie, de biologie moléculaire et de biologie cellulaire de l’UCO ; l’Institut Maimonides de recherche biomédicale (Cordoue), l’Institut universitaire de recherche marine de l’Université de Cadix, l’Institut de biochimie végétale et de photosynthèse (Séville) et l’océanographe Sallie W. Chisholm, membre du Massachusetts Institute of Technology et découvreuse du Genre Prochlorococcus de cyanobactéries.
Depuis le début de l’étude, et après avoir examiné la littérature disponible sur ces nanotubes chez d’autres bactéries, l’équipe a lancé différentes expérimentations en laboratoire, comme l’utilisation de protéines fluorescentes et leur suivi par microscopie à fluorescence ; et l’utilisation de la microscopie électronique pour la caractérisation de ces structures. Grâce à ces tests, ils ont pu confirmer qu’il y a un échange de matière de l’intérieur d’une cellule à l’autre.
De plus, comme l’a expliqué la doctorante et première auteure de l’étude Elisa Angulo, les travaux ont montré que ce transfert de substances se produit non seulement entre cyanobactéries de la même lignée, mais aussi entre celles de sexes différents, ce qui a été vérifié non seulement à au niveau du laboratoire, mais aussi dans des échantillons naturels d’océan.
Nouvelles questions
Comme c’est souvent le cas en science, ces découvertes ouvrent désormais la porte à de nouvelles questions : ce transfert de molécules est-il un mécanisme de soutien ou une arme pour rivaliser pour la survie ? Quelles autres substances pourraient être échangées, au-delà des protéines ? Existe-t-il une relation entre ce mécanisme et la quantité de nourriture disponible dans l’environnement ?
Elisa Angulo, chercheuse à l’Université de Cordoue, tente déjà de répondre à cette dernière question et vient de terminer un voyage en haute mer au cours duquel elle a étudié le comportement de ces êtres vivants dans les zones oligotrophes du Pacifique pauvres en nutriments.
Il faudra attendre les prochains mois pour continuer à acquérir des connaissances sur ces bactéries marines, les êtres vivants qui ont inventé la photosynthèse et qui, vieilles de plus de 3,5 milliards d’années, représentent l’une des plus anciennes formes de vie connues. Leur étude est donc d’une importance vitale non seulement pour les écosystèmes, mais aussi pour comprendre les processus fondamentaux dans le vaste domaine de la biologie.
Plus d’information:
Elisa Angulo-Cánovas et al, Interaction directe entre cyanobactéries marines médiée par des nanotubes, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adj1539