Des bactéries marines s’associent pour décomposer l’un des molécules de stockage de carbone les plus résistantes de l’océan
Une étude récente publiée dans Nature révèle que des communautés microbiennes marines sont capables de décomposer le fucoïdan, une molécule complexe produite par les algues brunes et les diatomées. Ce polysaccharide joue un rôle essentiel dans la protection des algues et est particulièrement difficile à décomposer en raison de sa structure chimique complexe.
Le fucoïdan est résistant à la dégradation, ce qui permet à cette molécule de plonger profondément dans l’océan, emportant avec elle du carbone et contribuant potentiellement au cycle du carbone océanique. Bien que des bactéries individuelles aient été identifiées comme capables de décomposer des fragments de fucoïdan, la question de savoir si une communauté microbienne pouvait en venir à bout restait sans réponse.
L’étude dirigée par Andreas Sichert, ancien postdoctorant au MIT et actuellement à l’ETH Zurich, ainsi qu’Otto X. Cordero, professeur associé au MIT, a démontré que la dégradation du fucoïdan repose sur une coopération entre différentes souches bactériennes. Ces souches se spécialisent dans des parties spécifiques de la molécule, rendant leur action collective beaucoup plus efficace que celle d’un organisme isolé.
Les chercheurs ont isolé huit souches bactériennes et identifié plus de 453 gènes responsables de la production d’enzymes capables d’agir sur le fucoïdan. En utilisant une méthode de spectrométrie de masse rapide, ils ont observé que certaines souches se concentraient sur la dégradation de la « colonne vertébrale » riche en fucose, tandis que d’autres s’occupaient des ramifications latérales, contenant des sucres moins courants comme le xylose et le galactose.
Lorsque ces souches complémentaires étaient combinées, la dégradation du fucoïdan devenait synergique, dépassant les prévisions basées sur les activités individuelles. Ce phénomène souligne l’importance de la division du travail dans les communautés microbiennes.
Cette étude a également mis en évidence un concept appelé « dégradation limitée par la diversité », suggérant que l’absence de la bonne combinaison de spécialistes bactériens permet au fucoïdan de persister plus longtemps dans l’environnement. Cela pourrait expliquer pourquoi certains carbonates algaux restent dans l’océan pendant des périodes prolongées, contribuant ainsi au stockage de carbone à long terme.
Les résultats de cette recherche pourraient avoir des implications au-delà de la microbiologie, notamment dans le domaine de la biotechnologie. Plutôt que de concevoir une seule « superbactérie », il pourrait être plus efficace de rassembler des équipes de microbes spécialisés dans des tâches complémentaires pour traiter des biomasses algales complexes.
Cette étude ouvre de nouvelles perspectives sur la compréhension des communautés microbiennes et leur rôle dans le cycle du carbone, tout en soulevant des questions fondamentales sur l’organisation de la vie sur Terre.
Source : MIT News
