La goélette Tara navigue entre les sites d'échantillonnage dans le cadre d'une expédition mondiale de recherche océanique menée entre 2009 et 2013. Un nouveau document en Rapports scientifiques révèle la diversité d'un groupe méconnu de protistes marins, représentant une production importante de cette expédition. Crédit :Maeva Bardy/Fondation Tara Expéditions
Des techniques moléculaires avancées ont révélé la diversité d'un groupe peu connu de microbes océaniques appelés protistes, selon une nouvelle publication dans Rapports scientifiques . Le projet a analysé des échantillons collectés par l'expédition mondiale Tara Oceans, documenter les génomes qui aideront les chercheurs à identifier les protistes dans tout l'océan.
"Tant de protistes océaniques ne peuvent pas être cultivés en laboratoire, il faut donc trouver les moyens de les interroger dans leur environnement, " a déclaré Mike Sieracki, auteur principal de l'étude. "Chaque goutte d'eau de mer contient des écosystèmes microbiens que nous connaissons très peu, et il est urgent de comprendre cet écosystème fondamental de notre planète océan, Terre, et comment il réagit au changement."
Les protistes forment certaines des relations les plus complexes de l'océan avec d'autres membres du réseau trophique microbien, y compris le parasitisme et les approches alimentaires qui combinent à la fois la photosynthèse et la prédation. L'équipe de recherche a analysé des protistes de l'océan Indien et de la mer Méditerranée à l'aide de la génomique unicellulaire, une suite de techniques moléculaires qui révèle les empreintes génétiques de cellules individuelles. C'est la première fois que cette approche est appliquée à des communautés microbiennes entières de différents endroits.
Sieracki est actuellement directeur de programme en océanographie biologique à la National Science Foundation. Il a mené cette recherche alors qu'il travaillait comme chercheur scientifique principal au Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, où il a aidé à fonder le Single Cell Genomics Center de l'institut. Les chercheurs ont utilisé la technologie de pointe du Centre pour trier et analyser individuellement les protistes, révélant un code génétique qui n'avait jamais été identifié auparavant.
"Les protistes sont les prédateurs les plus nombreux de l'océan, pourtant nous savons encore très peu de choses sur qui ils sont et ce qu'ils font dans la nature, " dit Ramunas Stepanauskas, chercheur principal et directeur du Single Cell Genomics Center. "Nous commençons à dévoiler toute l'étendue de la diversité et des rôles écologiques de ces composants fascinants des écosystèmes marins."
L'auteur de l'étude, Nicole Poulton, décharge une microplaque de cellules triées individuellement dans le Single Cell Genomics Center du Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. Un nouveau papier en Rapports scientifiques documente les génomes de plus de 900 protistes unicellulaires grâce à cette approche avancée, révélant la diversité de ce groupe méconnu de microbes océaniques. Crédit :Laboratoire Bigelow pour les sciences océaniques
Les chercheurs ont documenté plus de 900 génomes unicellulaires, que les scientifiques du monde entier pourront référencer lors de l'identification des protistes à l'avenir. Cette étape cruciale aidera les chercheurs à cartographier les communautés microbiennes à l'aide de la métagénomique, un moyen puissant d'analyser simultanément des communautés entières.
Le projet, financé par la National Science Foundation, représente également une découverte importante et une sortie importante de l'expédition Tara Oceans. Ce voyage à la voile a échantillonné l'océan mondial entre 2009 et 2013, en prenant un instantané des communautés microbiennes qui prospèrent dans le monde et en capturant l'incroyable variabilité de la vie planctonique. Sieracki et Nicole Poulton, un autre auteur sur le papier, tous deux ont participé à l'expédition en tant que scientifiques principaux.
"Les protistes font partie des prochaines grandes inconnues en pleine mer, " dit Poulton, chercheur au Laboratoire Bigelow et directeur de l'Installation de cytométrie aquatique. « Bien qu'elles soient beaucoup moins abondantes que les bactéries, nous constatons que l'examen des protistes révèle beaucoup plus de complexité au sein des écosystèmes marins."
Le laboratoire Bigelow abrite les échantillons collectés par l'expédition Tara Oceans pour analyse unicellulaire. Poulton espère utiliser les mêmes techniques pour explorer les protistes d'autres régions océaniques, combler progressivement les lacunes de nos connaissances sur l'océan et aider d'autres chercheurs à cartographier plus en détail les communautés microbiennes.
"La génomique à cellule unique nous a permis de capturer et de comprendre la biodiversité dans l'océan à un niveau très différent de ce qui était auparavant disponible, " Poulton a déclaré. "Ces génomes nous permettront d'apprendre comment ces microbes importants fonctionnent dans leur environnement."
