Des chercheurs ont découvert une nouvelle souche bactérienne des grands fonds, Poriferisphaera hétérotrophicis, unique par son modèle de division bourgeonnante et qui joue un rôle important dans l’assimilation de l’azote. Les bactéries vivent également en symbiose avec un bactériophage qui facilite encore le métabolisme de l’azote. (Concept de l’artiste)
Les chercheurs ont découvert une nouvelle espèce de bactérie marine qui se reproduit selon un processus de bourgeonnement unique et libère des virus pour faciliter le métabolisme de l’azote.
Les chercheurs ont isolé une nouvelle souche de bactérie marine présentant des caractéristiques uniques dans les fonds marins.
L’étude, récemment publiée dans la revue eLifeest salué par les éditeurs comme une contribution significative à notre compréhension des processus physiologiques au sein des fonds marins. Planctomycètes bactéries. Il met en valeur des attributs uniques, notamment sa méthode singulière de division cellulaire, qui le distingue comme le seul connu espèces dans la classe de Phycisphaères bactérie qui utilise un modèle de division naissant distinct.
Il fournit ce que les éditeurs considèrent également comme une preuve convaincante que la nouvelle espèce est largement impliquée dans l’assimilation de l’azote et vit avec un syndrome chronique. virus (bactériophage) qui facilite le métabolisme de l’azote. Le cycle de l’azote par les bactéries est un processus essentiel qui libère de l’azote pour le transformer en acides nucléiques, acides aminéset les protéines – les éléments constitutifs de la vie.
« Jusqu’à récemment, la plupart des recherches sur le Planctomycètes La famille de bactéries s’est concentrée sur les souches des environnements d’eau douce et des océans peu profonds, en raison des difficultés logistiques associées à l’échantillonnage et à la culture de souches d’eau profonde », explique l’auteur principal Rikuan Zheng, associé de recherche à l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences. Pékin, Chine, et le Laboratoire national des sciences et technologies marines, Qingdao, Chine. « La plupart Planctomycètes des bactéries ont été isolées à l’aide de milieux de croissance pauvres sur le plan nutritionnel. Nous avons donc voulu voir si l’utilisation d’un milieu riche en nutriments permettrait de cultiver et de caractériser davantage les membres de cette famille mal comprise.
Une nouvelle bactérie, Poriferisphaera hétérotrophicis, observé par microscopie électronique à transmission (TEM). Abréviations : CM, membrane externe ; Pi, cytoplasme ; R, ribosomes ; N, nucléoïde ; ICM, membrane cytoplasmique ; Py, périple. Crédit : Rikuan Zheng
Pour isoler la nouvelle bactérie, l’équipe a prélevé des échantillons de sédiments provenant d’un suintement froid en haute mer, où Planctomycètes on sait que les bactéries y résident, puis elles encouragent leur croissance en complétant un milieu de croissance standard avec de l’antibiotique rifampicine et des sources d’azote. Ils ont cultivé ces bactéries enrichies sur de la gélose et ont ensuite évalué les colonies individuelles par séquençage génétique.
Parmi les bactéries, ils ont identifié une souche appelée ZRK32 qui se développait plus rapidement que les autres et qui semblait probablement appartenir au genre. Poriférisphaère. Pour le confirmer, l’équipe a comparé les similitudes génétiques entre cette souche et d’autres membres de la Poriférisphaère genre et a constaté qu’il se distinguait de Poriferisphaera corse, la seule autre espèce avec un nom publié valide. Cela suggère que ZRK32 est une nouvelle espèce – que l’équipe propose d’appeler Poriferisphaera hétérotrophicis.
Pour en savoir plus sur cette nouvelle espèce, l’équipe a étudié sa croissance et son mode de multiplication. Ils ont constaté que, contrairement à d’autres Planctomycètes membres de la famille, Poriferisphaera hétérotrophicis pousse mieux dans un milieu riche en nutriments et se multiplie via un mécanisme de bourgeonnement, dans lequel les cellules parentales créent des bourgeons qui se développent en cellules filles.
Comme le Planctomycètes On sait que la famille des bactéries joue un rôle important dans le cycle de l’azote. L’équipe a ensuite cherché à savoir si c’était également le cas pour Poriferisphaera hétérotrophicis. Pour tester cela, ils ont examiné les effets de différentes substances contenant de l’azote – nitrates, ammoniac et dioxyde d’azote – sur Poriferisphaera hétérotrophicis croissance. Ils ont constaté que l’ajout d’azote sous forme de nitrate ou d’ammoniac augmentait la croissance, tandis que son ajout sous forme de nitrite inhibait la croissance.
Ils ont également découvert que l’ajout de nitrate ou d’ammoniac provoquait la libération par la nouvelle souche d’un bactériophage – un type de virus qui infecte les bactéries. Les bactériophages sont largement répartis dans les océans et peuvent réguler le métabolisme de l’azote chez leurs bactéries hôtes. Ce bactériophage – appelé phage-ZRK32 – était capable d’augmenter la croissance de Poriferisphaera hétérotrophicis et d’autres bactéries marines de façon spectaculaire en facilitant le métabolisme de l’azote. Même si l’analyse génétique de l’équipe suggère Poriferisphaera hétérotrophicis contient tous les gènes nécessaires au métabolisme du nitrate et de l’ammoniac, une infection chronique par ce bactériophage peut contribuer à optimiser davantage le métabolisme de l’azote.
« Nos analyses indiquent que la souche ZRK32 est une nouvelle espèce, qui se développe mieux dans des milieux riches en nutriments et libère un bactériophage en présence d’azote », conclut l’auteur principal Chaomin Sun, professeur à l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences. et le Laboratoire national des sciences et technologies marines. « Ce phage-ZRK32 est un bactériophage chronique qui vit au sein de son hôte sans le tuer. Nos résultats fournissent un nouvel aperçu du métabolisme de l’azote dans Planctomycètes bactéries et un modèle approprié pour étudier les interactions entre Planctomycètes et les virus.
