Un gène contrôlant la taille des cellules a été identifié dans un groupe de microalgues qui sous-tend un cinquième des chaînes alimentaires mondiales.

Des scientifiques de l'Université d'East Anglia (UEA) ont découvert un gène qui régule la taille des diatomées, qui contribuent à 20 % de la production primaire mondiale dans les chaînes alimentaires. La découverte pourrait avoir des implications pour comprendre les effets potentiels du changement climatique sur les futurs réseaux trophiques.

La connaissance des gènes qui dictent la taille des cellules de diatomées était jusqu'à présent limitée. Mais grâce à une combinaison de génétique inverse, évolution expérimentale et séquençage d'ARN, l'équipe a identifié un contrôle génétique jusqu'alors inconnu de la taille des cellules chez la diatomée marine Thalassiosira pseudonana.

Pr Thomas Mock, à l'École des sciences de l'environnement de l'UEA, a déclaré:"Il existe une variation de la taille des cellules entre les différentes espèces de diatomées, ainsi que la variation observée au sein des espèces en raison des conditions environnementales ou de la reproduction. Cependant, nous commençons seulement maintenant à découvrir le contrôle génétique de la taille des cellules - important pour comprendre le rôle clé que jouent les diatomées dans les réseaux trophiques et comment cela pourrait changer à l'avenir. »

La taille des cellules influence de nombreux aspects de la physiologie et de l'écologie d'organismes comme les algues, d'affecter la surface cellulaire et donc la capacité d'absorption des nutriments, à des cellules plus grandes s'enfonçant plus rapidement et exportant plus de carbone dans l'océan plus profond que les diatomées plus petites.

L'équipe a examiné l'une des caractéristiques les plus caractéristiques des diatomées - la coquille de silice appelée frustule. Les archives fossiles de diatomées montrent que les frustules ont persisté pendant plus de 185 millions d'années d'évolution et l'équipe a donc supposé qu'elles jouent un rôle important dans le succès évolutif des diatomées.

Le professeur Mock a déclaré:"Nous avons étudié l'effet d'une protéine présente dans les frustules appelée silacidine, qui est considéré comme important dans leur construction. Nous avons modulé les niveaux de cette protéine pour mesurer l'effet qu'elle avait sur la taille des cellules et avons constaté que, en réduisant les niveaux de silacidines, les cellules de diatomées se sont agrandies.

"Grâce au séquençage de l'ARN, nous avons également identifié un petit nombre de gènes potentiellement impliqués dans la taille des cellules. Comme le gène particulier responsable du codage de la protéine silacidine dans la diatomée étudiée s'est également avéré être conservé dans plusieurs autres diatomées écologiquement importantes, ces résultats nous aident à mieux comprendre les processus impliqués dans la plasticité cellulaire. Ces données donnent la première preuve d'une régulation génétiquement contrôlée de la taille des cellules dans cette diatomée particulière et d'autres qui codent pour le gène de la silacidine dans leurs génomes."

Les résultats pourraient être importants pour comprendre les effets du changement climatique et l'impact que cela peut avoir sur les réseaux trophiques mondiaux. Le professeur Mock a déclaré:"Les archives fossiles montrent également une relation entre la température de la mer et la taille moyenne des cellules des diatomées, nous pouvons donc supposer que la taille des cellules du phytoplancton continuera de répondre aux changements de température mondiale.