Les connaissances des manuels scolaires bouleversées : découverte d’un micro-organisme 3 en 1

Une étude sur les micro-organismes pertinents pour l’environnement montre une plus grande diversité qu’on ne le pensait auparavant

Communiqué de presse conjoint de l’Institut Leibniz DSMZ et de l’Université technique de Braunschweig

Une équipe de chercheurs de l’Institut Leibniz DSMZ-Collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires GmbH et de l’Université technique de Braunschweig, en collaboration avec l’Université de Vienne et l’Université du Wisconsin, aux États-Unis, a pu montrer qu’il existe un Il existe dans la nature une biodiversité incroyablement élevée de micro-organismes importants pour l’environnement. Une diversité qui dépasse d’au moins 4,5 fois ce qui est connu. Les chercheurs ont récemment publié leurs résultats dans les revues renommées Nature Communications et FEMS Microbiology Reviews.

Le monde caché des micro-organismes est souvent ignoré, même si de nombreux processus liés au climat sont influencés par des micro-organismes, souvent associés à une incroyable diversité d’espèces au sein des groupes de bactéries et d’archées (« bactéries primordiales »). Les micro-organismes sulfato-réducteurs, par exemple, convertissent un tiers du carbone organique des sédiments marins en dioxyde de carbone. Cela crée du sulfure d’hydrogène toxique. Le point positif est que ce dernier est rapidement utilisé comme source d’énergie par les micro-organismes oxydant le soufre et rendu inoffensif. “Ces processus jouent également un rôle majeur dans les lacs, les landes et même dans l’intestin humain en maintenant l’équilibre entre la nature et la santé”, explique le professeur Dr. Michael Pester, chef du département des micro-organismes à l’Institut Leibniz DSMZ et professeur à l’Institut de microbiologie de la TU Braunschweig. Dans une étude, le métabolisme de l’un de ces nouveaux micro-organismes a été examiné plus en détail et a révélé 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. En même temps, il est étroitement lié au cycle du carbone et de l’azote, ce qui souligne son importance. Il est principalement dû à des micro-organismes sulfato-réducteurs et oxydants du soufre. À l’échelle mondiale, les « réducteurs de sulfate » convertissent environ un tiers du carbone organique qui atteint chaque année les fonds marins grâce à leurs activités. En échange, les oxydants de soufre consomment environ un quart de l’oxygène présent dans les sédiments marins. Lorsque ces écosystèmes deviennent déséquilibrés, les activités de ces micro-organismes peuvent rapidement conduire à un appauvrissement en oxygène et à une accumulation de sulfure d’hydrogène toxique. Cela crée des zones dites mortes dans lesquelles les animaux et les plantes ne peuvent plus survivre. Cela provoque non seulement des dommages économiques, par exemple dans le domaine de la pêche, mais également 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 le font. Les résultats maintenant publiés montrent que la diversité des espèces de micro-organismes sulfato-réducteurs s’étend sur au moins 27 phylums (souches). Jusqu’à présent, les représentants de seulement six phylums étaient connus. A titre de comparaison : il existe actuellement 40 phylums connus dans le règne animal, les vertébrés n’appartenant qu’à un seul phylum, les Chordata.

Espèces bactériennes multifonctionnelles nouvellement découvertes

Les chercheurs ont pu attribuer un représentant de ces nouveaux « réducteurs de sulfate » au phylum bactérien peu étudié Acidobacteria et l’examiner dans un bioréacteur. En utilisant les méthodes les plus modernes de la microbiologie environnementale, ils ont pu démontrer que ces bactéries peuvent tirer de l’énergie à la fois de la réduction des sulfates et de la respiration avec de l’oxygène. Ces deux voies métaboliques s’excluent mutuellement chez tous les micro-organismes connus jusqu’à présent. Dans le même temps, les chercheurs ont pu prouver que les acidobactéries sulfato-réductrices peuvent décomposer des glucides végétaux complexes tels que la pectine – c’est également une propriété jusqu’alors inconnue des « réducteurs de sulfate ». Ce faisant, les chercheurs ont bouleversé les connaissances tirées des manuels scolaires. Ils montrent que des composants végétaux complexes peuvent non seulement être décomposés en l’absence d’oxygène – comme on le pensait auparavant – grâce à l’interaction coordonnée de différents micro-organismes, mais également via un raccourci par un seul type de bactérie. Une autre nouvelle découverte est que ces bactéries peuvent utiliser à la fois du sulfate et de l’oxygène. Des chercheurs du DSMZ et de la TU Braunschweig étudient actuellement comment les nouvelles découvertes affectent l’interaction des cycles du carbone et du soufre et comment elles sont liées aux processus liés au climat.

Publications :

Dyksma S, Pester M. : Respiration de l’oxygène et dégradation des polysaccharides par une acidobactérie sulfato-réductrice. Communications sur la nature 2023 ; 14 : 6337

Diao M, Dyksma S, Koeksoy E, Ngugi DK, Anantharaman A, Loy A. Pester M. : Diversité mondiale et écophysiologie déduite des micro-organismes avec un potentiel de réduction dissimilatoire des sulfates/sulfites. Examens de microbiologie FEMS 2023, DOI 10.1093/femsre/fuad058

Contact presse DSMZ :

PhDr. Sven-David Müller, porte-parole de l’Institut Leibniz DSMZ-Collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires GmbH

Tél. : 0531/2616-300

E-mail : [email protected]

À propos de l’Institut Leibniz DSMZ

L’Institut Leibniz DSMZ-Collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires GmbH est la collection de ressources biologiques la plus diversifiée au monde (bactéries, archées, protistes, levures, champignons, bactériophages, virus végétaux, ADN bactérien génomique ainsi que cultures de cellules humaines et animales). . Au DSMZ, les micro-organismes et les cultures cellulaires sont collectés, recherchés et archivés. En tant qu’institution de l’association Leibniz, la DSMZ est depuis 1969, avec ses vastes services scientifiques et ses ressources biologiques, un partenaire mondial pour la recherche, la science et l’industrie. La DSMZ est reconnue comme organisation à but non lucratif, première collection enregistrée en Europe (Règlement (UE) n° 511/2014) et certifiée selon la norme de qualité ISO 9001 :2015. En tant que dépositaire de brevets, il offre la seule possibilité à l’échelle nationale de déposer du matériel biologique conformément aux exigences du Traité de Budapest. Outre le service scientifique, la recherche constitue le deuxième pilier de la DSMZ. L’institut, basé sur le Campus scientifique Braun-schweig-Süd, héberge plus de 85 000 cultures et biomatériaux et compte environ 220 collaborateurs. www.dsmz.de

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L’Association Leibniz regroupe 97 instituts de recherche indépendants. Leurs domaines d’intervention s’étendent des sciences naturelles, de l’ingénierie et de l’environnement à l’économie, aux sciences spatiales et sociales et aux sciences humaines. Les Instituts Leibniz se consacrent à des questions socialement, économiquement et écologiquement pertinentes. Ils mènent des recherches axées sur la connaissance et les applications, y compris au sein des associations de recherche Leibniz, constituent ou entretiennent des infrastructures scientifiques et proposent des services basés sur la recherche. L’Association Leibniz se concentre sur le transfert de connaissances, notamment avec les musées de recherche Leibniz. Elle conseille et informe les milieux politiques, scientifiques, économiques et publics. Les institutions Leibniz entretiennent une coopération étroite avec les universités – sous la forme du Leibniz Science Campi, avec l’industrie et d’autres partenaires en Allemagne et à l’étranger. Ils sont soumis à un processus d’évaluation transparent et indépendant. En raison de leur importance nationale, les gouvernements fédéral et des Länder soutiennent conjointement les instituts de l’association Leibniz. Les Instituts Leibniz emploient environ 20 500 personnes, dont 11 500 scientifiques. Le budget total des instituts est de 2 milliards d’euros. www.leibniz-gemeinschaft.de

La DSMZ est le plus grand centre de bioressources au monde. La collection contient actuellement plus de 85 000 bioressources.

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