Le pigment jaune maintient les amibes sociales ensemble.
"Les amibes produisent une variété de substances naturelles qui pourraient être intéressantes, par exemple, pour le développement de nouveaux médicaments."
Le stade multicellulaire de l'amibe Dicyostelium discoideum est partiellement régulé par une substance naturelle de couleur jaune intense, comme l'ont découvert des chercheurs du Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology - Hans Knöll Institute (Leibniz-HKI). La substance naturelle de la famille des polykétides nouvellement identifiée empêche les spores d'amibes d'éclore trop tôt. L'étude a été publiée dans la revue scientifique PNAS.
Image microscopique des fructifications de D. discoideum sur une plaque de gélose. Le pigment jaune est visible à l'extrémité de l'organisme multicellulaire, où se trouvent également les spores dormantes.
Rosa Herbst/Leibniz-HKI
Les amibes sociales sont des organismes unicellulaires qui peuvent s'unir pour former un organisme multicellulaire visible à l'œil nu lorsque la nourriture est rare. Au cours d'un processus complexe, elles forment une fructification remplie de spores qui sont transportées par le vent ou par des animaux.
"On peut imaginer cette fructification comme un ballon d'eau", explique Rosa Herbst du département de paléobiotechnologie du Leibniz-HKI, coauteur de l'étude. "Il peut facilement éclater et les spores sont libérées".
Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont pu identifier une substance naturelle - un polykétide - qui empêche les amibes d'éclore trop tôt à partir des spores dans le corps de fructification, et maintient ainsi de manière significative le cycle de développement multicellulaire. La molécule a une couleur jaune intense et se trouve principalement autour des spores dans le corps fructifère.
"Les amibes produisent une variété de substances naturelles qui pourraient être intéressantes, par exemple, pour le développement de nouveaux médicaments", explique Pierre Stallforth, chef du département de paléobiotechnologie et professeur à l'université Friedrich Schiller de Jena. Il a dirigé l'étude avec Falk Hillmann, chef du groupe de recherche sur l'évolution des interactions microbiennes au Leibniz-HKI et désormais professeur à l'université des sciences appliquées de Wismar. Dans la plupart des cas, cependant, on ne sait pas quelle est la fonction biologique réelle de ces substances. L'amibe D. discoideum possède 40 gènes de biosynthèse des polykétides qui codent pour les enzymes qui produisent les polykétides.
"La polycétide synthase 5, que nous avons étudiée, n'est que la troisième pour laquelle nous avons une idée de la fonction et de la structure du polycétide correspondant", souligne Christin Reimer, coauteur. Et ce, malgré le fait que D. discoideum soit un organisme modèle faisant l'objet de recherches intensives et largement répandu dans le sol.
L'équipe, à laquelle ont participé plusieurs groupes de recherche du Leibniz-HKI, a combiné pour cette étude des données provenant d'analyses du transcriptome et du métabolome. Les chercheurs ont d'abord cherché à savoir quelles enzymes sont produites lors de la formation du corps fructifère et ont sélectionné la plus prometteuse pour une étude plus approfondie. Ils ont désactivé le gène correspondant à l'aide des ciseaux génétiques CRISPR-Cas9. En le comparant aux métabolites des amibes non modifiées, ils ont pu identifier le polykétide dictyoden, un pigment jaune.
"Au début, nous n'avions aucune idée de la fonction de ce polykétide", explique le troisième premier auteur Markus Günther. L'équipe a toutefois constaté que chez les amibes dépourvues de polykétide synthase 5, les fructifications contenaient souvent des amibes qui éclosaient trop tôt. Lors d'autres expériences, dans lesquelles ils ont réintroduit des dictyodes, ils ont pu inverser cette éclosion précoce de 50 %. "Il est donc évident que d'autres substances jouent un rôle, mais nous supposons que le dictyode est particulièrement important pour supprimer l'éclosion précoce."
"Avec cette étude, nous avons développé une approche fiable pour étudier les polycétides dans leur contexte physiologique et écologique", déclare Pierre Stallforth. Dans les étapes suivantes, l'équipe souhaite également explorer d'autres polykétides synthases de l'amibe et ainsi en savoir plus sur la transition complexe de la mono- à la multicellularité.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Autres actualités du département science
Recevez les dernières actualités du secteur des sciences de la vie
Ne manquez plus aucune actualité : notre newsletter consacrée aux biotechnologies, au secteur pharmaceutique et aux sciences de la vie vous informe tous les mardis et jeudis. Les dernières nouvelles du secteur, les produits phares et les innovations - de manière compacte et compréhensible dans votre boîte de réception. Recherché par nos soins, pour que vous n'ayez pas à le faire.
