Le savoir des manuels scolaires à l'envers : découverte d'un micro-organisme 3-en-1
Nouvelles espèces bactériennes multifonctionnelles
Une équipe de chercheurs de l'Institut Leibniz DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH et de la Technische Universität Braunschweig, en collaboration avec l'université de Vienne et l'université du Wisconsin (États-Unis), vient de démontrer qu'il existe dans la nature une biodiversité incroyablement élevée de micro-organismes importants pour l'environnement. Cette diversité est au moins 4,5 fois supérieure à ce que l'on connaissait jusqu'à présent. Les chercheurs ont récemment publié leurs résultats dans les revues Nature Communications et FEMS Microbiology Reviews.
Stefan Dyskma (à gauche) et le professeur Michael Pester à côté d'un bioréacteur du DSMZ, dans lequel de nouveaux "réducteurs de sulfate" ont pu être étudiés.
DSMZ
Le monde caché des micro-organismes est souvent négligé, bien que de nombreux processus liés au climat soient influencés par les micro-organismes, souvent associés à une incroyable diversité d'espèces au sein des groupes de bactéries et d'archées ("bactéries primitives"). Par exemple, les micro-organismes sulfato-réducteurs convertissent un tiers du carbone organique des sédiments marins en dioxyde de carbone, ce qui produit du sulfure d'hydrogène toxique. Cela produit du sulfure d'hydrogène toxique. En revanche, les micro-organismes oxydant le soufre l'utilisent rapidement comme source d'énergie et le rendent inoffensif.
"Ces processus jouent également un rôle important dans les lacs, les tourbières et même dans l'intestin humain pour maintenir l'équilibre entre la nature et la santé", explique le professeur Michael Pester, directeur du département des micro-organismes à l'Institut Leibniz DSMZ et professeur à l'Institut de microbiologie de l'Université technique de Braunschweig. Une étude a examiné plus en détail le métabolisme de l'un de ces nouveaux micro-organismes, révélant une multifonctionnalité jusqu'alors inaccessible.
Les micro-organismes stabilisent les écosystèmes
Le cycle du soufre est l'un des cycles biogéochimiques les plus importants et les plus anciens de notre planète. Il est étroitement lié aux cycles du carbone et de l'azote, ce qui souligne son importance. Il est principalement alimenté par des micro-organismes réduisant les sulfates et oxydant le soufre. À l'échelle mondiale, les sulfato-réducteurs convertissent environ un tiers du carbone organique qui atteint le fond marin chaque année. En contrepartie, les oxydants du soufre consomment environ un quart de l'oxygène présent dans les sédiments marins.
Lorsque ces écosystèmes sont déséquilibrés, les activités de ces micro-organismes peuvent rapidement entraîner un appauvrissement en oxygène et l'accumulation de sulfure d'hydrogène toxique. Il en résulte la formation de "zones mortes" où les animaux et les plantes ne peuvent plus survivre. Cela entraîne non seulement des dommages économiques, par exemple pour les pêcheries, mais aussi des dommages sociaux en raison de la destruction d'importantes zones de loisirs locales. Il est donc important de comprendre quels micro-organismes maintiennent l'équilibre du cycle du soufre et comment ils y parviennent.
Les résultats publiés montrent que la diversité des espèces de micro-organismes sulfato-réducteurs comprend au moins 27 phyla (souches). Auparavant, seuls six embranchements étaient connus. À titre de comparaison, 40 embranchements sont actuellement connus dans le règne animal, les vertébrés n'appartenant qu'à un seul embranchement, celui des Chordata.
Des espèces bactériennes multifonctionnelles nouvellement découvertes
Les chercheurs ont pu classer l'un de ces nouveaux "réducteurs de sulfate" dans l'embranchement peu étudié des acidobactéries et l'étudier dans un bioréacteur.
En utilisant des méthodes de pointe en microbiologie environnementale, ils ont pu montrer que ces bactéries peuvent tirer leur énergie à la fois de la réduction des sulfates et de la respiration de l'oxygène. Ces deux voies sont normalement mutuellement exclusives chez tous les micro-organismes connus. En même temps, les chercheurs ont pu montrer que les acidobactéries sulfato-réductrices peuvent décomposer des hydrates de carbone végétaux complexes tels que la pectine - une autre propriété jusqu'alors inconnue des "sulfato-réducteurs". Les chercheurs ont ainsi bouleversé les connaissances acquises dans les manuels. Ils montrent que les composés végétaux complexes peuvent être dégradés en l'absence d'oxygène non seulement par l'interaction coordonnée de différents micro-organismes, comme on le pensait auparavant, mais aussi par une seule espèce bactérienne par le biais d'un raccourci.
Une autre découverte est que ces bactéries peuvent utiliser à la fois le sulfate et l'oxygène à cette fin. Des chercheurs du DSMZ et de la Technische Universität Braunschweig étudient actuellement comment ces nouvelles découvertes influencent l'interaction des cycles du carbone et du soufre et comment ils sont liés aux processus climatiques.
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
Stefan Dyksma, Michael Pester; "Oxygen respiration and polysaccharide degradation by a sulfate-reducing acidobacterium"; Nature Communications, Volume 14, 2023-10-10
Muhe Diao, Stefan Dyksma, Elif Koeksoy, David Kamanda Ngugi, Karthik Anantharaman, Alexander Loy, Michael Pester; "Global diversity and inferred ecophysiology of microorganisms with the potential for dissimilatory sulfate/sulfite reduction"; FEMS Microbiology Reviews, Volume 47, 2023-10-5
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