Une nouvelle espèce bactérienne mésophile oxydant le soufre, Hydrogenimonas cancrithermarum, a été découverte dans une source hydrothermale profonde, améliorant ainsi notre compréhension de l’évolution et de la diversité bactérienne. Cette avancée démontre l’importance de la culture microbienne en complément des études génomiques, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur l’adaptation et l’évolution des bactéries des grands fonds. L’image ci-dessus représente le site de ventilation hydrothermale en haute mer connu sous le nom de « Crab Spa » sur la colline du Pacifique Est. Crédit : Photo gracieuseté de Stefan Sievert, WHOI/NSF/HOV Alvin, Woods Hole Oceanographic Institution
Une nouvelle découverte espèces de bactéries trouvées dans la source hydrothermale en haute mer connue sous le nom de « Crab Spa » offre des informations significatives sur l’évolution des bactéries.
Les sources hydrothermales profondes, semblables à des sources chaudes au fond de l’océan, sont un spectacle de la nature. Ici, l’eau de mer s’infiltre dans la croûte océanique, se réchauffe puis remonte vers le fond océanique chargée de solutés nourrissants. Remarquablement, ces évents abritent des écosystèmes prospères, complètement dépourvus de lumière solaire. Dans cet environnement unique, les microbes jouent le rôle central de producteurs primaires, exploitant le pouvoir de la chimiosynthèse, de la même manière que les plantes à la surface de la Terre utilisent photosynthèse pour convertir la lumière en énergie.
Efforts de recherche collaborative et nouvelles découvertes
Des chercheurs de l’Université d’Hokkaido, en collaboration avec des collègues de la Woods Hole Oceanographic Institution, ont travaillé sur la compréhension de la diversité microbienne dans les environnements hydrothermaux des eaux profondes de la montée du Pacifique Est, sur la base d’études de culture de microbes. Ils ont isolé une nouvelle souche campylobactérienne d’un évent d’eau chaude connu sous le nom de « Crab Spa » et l’ont baptisée Hydrogenimonas cancrithermarum, après le site. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Revue internationale de microbiologie systématique et évolutive.
DSV Alvin avec le vaisseau mère R/V Atlantis. Crédit : Photo de Jennifer Barone, Institution océanographique de Woods Hole
« Les espèces chimiolithoautotrophes de la classe des campylobactéries (alias Epsilonproteobacteria) sont reconnues comme un groupe bactérien écologiquement important au niveau des sources hydrothermales, contribuant à la production primaire », explique le professeur adjoint Sayaka Mino, premier auteur de l’article et chef du groupe de recherche à la Faculté des sciences halieutiques. , Université d’Hokkaido. « D’un autre côté, certains membres de cette classe, par exemple, Hélicobactérie, Arcobactérieet Campylobactériesont également des agents pathogènes bien connus des humains et des animaux.
Caractéristiques uniques de Hydrogenimonas cancrithermarum
Hydrogénimonas est connu comme le genre thermophile (adapté aux températures chaudes) qui est le plus étroitement lié aux genres mésophiles et pathogènes de la classe des Campylobactéries. Pourtant, seules deux espèces décrites ont jusqu’à présent été signalées dans ce genre. La présente étude a révélé que la nouvelle souche représente la première bactérie mésophile (adaptée aux températures modérées) et oxydante du soufre du genre, élargissant ainsi les caractéristiques physiologiques et métaboliques du genre.
« La découverte d’un mésophile Hydrogénimonas l’espèce était inattendue. La souche nous offre probablement l’opportunité d’étudier leur transition évolutive d’un mode de vie thermophile à mésophile et d’un mode de vie autotrophe (capable de créer des composés organiques) à un mode de vie hétérotrophe (consomme des autotrophes pour obtenir des composés organiques) », explique Mino.
Ils ont en outre mené une étude comparative approfondie des génomes des campylobactéries et ont découvert que les gènes responsables de la voie de la phosphotransacétylase-acétate kinase (Pta-AckA) ont tendance à être conservés entre Hydrogénimonas et les espèces mésophiles qui ont ensuite divergé de Hydrogénimonasquels que soient leur métabolisme et leur pathogénicité.
« La voie Pta-AkaA a été rapportée dans un contexte pathogène Campylobactérie Les espèces jouent un rôle important dans la colonisation des hôtes. Bien que nous ne comprenions pas encore son rôle spécifique dans le genre Hydrogénimonasl’acquisition des gènes pourrait représenter un événement clé qui a permis leur diversification des évents en eaux profondes vers d’autres environnements », déclare le Dr Stefan Sievert, chef du groupe de recherche à la Woods Hole Oceanographic Institution.
« De nos jours, les études sur la diversité microbienne reposent en grande partie sur des approches de séquençage métagénomique indépendantes de la culture qui produisent des quantités massives de données », conclut Mino. « Pourtant, il est essentiel de se rappeler l’importance de la culture, comme le montre l’isolement de la nouvelle souche qui diffère nettement des autres membres du genre Hydrogénimonas.» Les chercheurs poursuivront leurs efforts pour découvrir de nouvelles espèces cultivables et contribueront ainsi à la compréhension de la diversité des Campylobactéries.
L’étude a été financée par la Société japonaise pour la promotion de la science, la National Science Foundation et la Woods Hole Oceanographic Institution.
