Une équipe de recherche germano-américaine dirigée par le microbiologiste Gerrit Wienhausen de l’Université d’Oldenburg (Allemagne) a franchi une étape importante vers une meilleure compréhension des interactions très complexes entre les micro-organismes marins. Les chercheurs ont mené diverses expériences pour analyser l'interaction entre deux espèces de bactéries marines de la mer du Nord dans la synthèse de la vitamine B12 et ont publié leurs résultats dans la revue Nature. .
La vitamine B12 est une denrée vitale mais rare dans la mer (et ailleurs). Il est essentiel non seulement au métabolisme des deux bactéries étudiées dans cette étude, mais également à celui de nombreux autres organismes marins. "La moitié de toutes les espèces d'algues ne peuvent pas survivre sans cette vitamine", explique Wienhausen. Pourtant, comme les humains, les algues ne peuvent pas produire elles-mêmes de la B12. Les chercheurs de l'Université d'Oldenburg et de la Scripps Institution of Oceanography de San Diego (États-Unis) étaient donc impatients d'examiner de plus près la synthèse de B12 dans les bactéries marines.
Alors que certaines souches bactériennes sont connues comme productrices de vitamine B12, ce projet de recherche s'est concentré sur deux souches des genres Roseovarius et Colwellia qui ne produisent chacune qu'un seul des deux éléments constitutifs de la vitamine B12, ce qui signifie qu'elles ne peuvent synthétiser la substance qu'en coopération avec chacune d'elles. autre.
"Il est fascinant de voir à quel point les interactions entre les bactéries peuvent être complexes", souligne Wienhausen en référence à la nouvelle étude menée dans le cadre du Centre de recherche collaborative Roseobacter dirigé par le microbiologiste d'Oldenbourg, le professeur Meinhard Simon, également co-auteur de l'étude. publication actuelle.
À l’aide d’expériences complexes en laboratoire et d’outils analytiques de pointe, les chercheurs ont pu explorer en détail les interactions entre les deux souches bactériennes. Selon leurs découvertes, les bactéries de la souche Colwellia M166 synthétisent le plus petit élément constitutif de la vitamine B12 et le libèrent dans l'eau environnante. De leur côté, les bactéries de la souche Roseovarius M141 produisent non seulement le plus gros élément constitutif, qui est le composant principal, mais sont également capables de synthétiser la B12 dont les deux souches bactériennes ont besoin à partir de la combinaison des deux éléments constitutifs.
Cependant, la souche Roseovarius ne libère pas la vitamine d'elle-même, mais seulement une fois que Colwellia active un virus codé dans le génome bactérien de son coproducteur et que le virus se multiplie. L'infection virale qui en résulte provoque l'éclatement de certaines des bactéries Roseovarius affectées et la vitamine B12 est libérée parallèlement au virus, devenant ainsi disponible pour Colwellia (et peut-être également pour d'autres organismes marins).
"Cette alimentation croisée affinée de composants et de produits métaboliques pourrait être pertinente non seulement dans les communautés microbiennes marines, mais également dans d'autres écosystèmes", ont déclaré les chercheurs de l'Institut d'Oldenburg pour la chimie et la biologie du milieu marin (ICBM) et du Scripps. Rapport de l'Institution d'Océanographie.
"Nous avons pu démontrer pour la première fois que deux bactéries synthétisent la B12 uniquement en coopération", explique Wienhausen. "Une forme aussi complexe d'interaction entre bactéries était inconnue auparavant."
Plus de 60 chercheurs d'Oldenburg, Braunschweig, Göttingen et Bonn ont étudié les bactéries du groupe Roseobacter au cours des 13 dernières années au sein du Centre de recherche collaboratif transrégional (CRC) Roseobacter.
Ces bactéries se trouvent dans tous les habitats marins, des tropiques aux mers polaires et de la surface de la mer aux profondeurs marines. Entre autres réalisations, les chercheurs ont découvert de nombreuses nouvelles souches et décrit pour la première fois leur répartition et leur biogéographie fonctionnelle dans les océans du monde. Plus de 280 articles scientifiques basés sur des recherches menées dans le cadre du CRC ont été publiés à ce jour.
Plus d'informations : Gerrit Wienhausen, L'alimentation croisée de ligands résout les auxotrophies bactériennes de la vitamine B12, Nature (2024). DOI : 10.1038/s41586-024-07396-y. www.nature.com/articles/s41586-024-07396-y
Informations sur le journal : Nature
Fourni par l'Université d'Oldenburg
