Une étude récente révèle que Phaeocystis antarctica, une algue originaire de l’océan Austral, peut prospérer sans vitamine B12, remettant en question les hypothèses précédentes. Cette découverte, indiquant l’adaptabilité des algues à la pénurie de vitamine B12 grâce à un gène unique, a des implications pour les écosystèmes de l’Antarctique, les modèles de changement climatique et les recherches futures sur les stratégies de survie des algues dans des environnements changeants.
Une carence en vitamine B12 peut entraîner des problèmes de santé graves, voire mortels, chez l’homme. Jusqu’à présent, on pensait que ces mêmes carences affectaient également certains types d’algues. Cependant, une étude récente sur les algues Phaeocystis antarctique (P. Antarctique), exposé à diverses conditions de fer et de vitamine B12, révèle que ces organismes peuvent survivre sans B12. Cette découverte contredit les prédictions antérieures faites grâce à l’analyse informatisée de la séquence du génome, démontrant la résilience inattendue des algues à la carence en vitamine B12.
L’algue, originaire de l’océan Austral, est au départ une cellule unique qui peut se transformer en colonies à l’échelle millimétrique. La recherche a été publiée dans PNAS et menée par MIT, WHOI, JC Venter Institute et Scripps Institution of Oceanography (UCSD). Il a été constaté que contrairement aux autres phytoplanctons polaires clés, P. Antarctique peut survivre avec ou sans vitamine B12.
« La vitamine B12 est très importante pour le métabolisme des algues car elle leur permet de fabriquer un acide aminé clé. acide plus efficacement », a déclaré Makoto Saito, l’un des co-auteurs de l’étude et scientifique principal à la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI). « Lorsque vous ne pouvez pas obtenir de vitamine B12, la vie a des moyens de les fabriquer acides aminés plus lentement, ce qui les fait croître également plus lentement. Dans ce cas, il existe deux formes de l’enzyme qui produit l’acide aminé méthionine, l’une nécessitant de la B12 et l’autre qui est beaucoup plus lente, mais qui n’a pas besoin de B12. Cela signifie P. Antarctique a la capacité de s’adapter et de survivre avec une faible disponibilité de B12.
Des chercheurs mènent une étude sur P. Antarctica à bord du R/V Palmer dans la mer de Ross. Crédit : Makoto Saito
La découverte du gène MetE
Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion en étudiant P. Antarctique protéines dans une culture en laboratoire, ainsi que la recherche de protéines clés dans des échantillons de terrain. Au cours de leur observation, ils ont découvert que les algues possédaient une protéine de fusion méthionine synthase (MetE) indépendante de la B12. Le gène MetE n’est pas nouveau, mais on pensait auparavant qu’il n’était pas possédé par P. Antarctique. MetE donne aux algues la flexibilité nécessaire pour s’adapter à la faible disponibilité en vitamine B12.
« Cette étude suggère que la réalité est plus complexe. Pour la plupart des algues, le maintien d’un métabolisme flexible pour la B12 est bénéfique, compte tenu de la rareté de l’apport en vitamine dans l’eau de mer », a déclaré Deepa Rao, chercheur principal de l’étude et ancien postdoctorant au MIT. » Cette flexibilité leur permet de fabriquer des acides aminés essentiels, même s’ils ne peuvent pas obtenir suffisamment de vitamines de l’environnement. Ce qui implique que la classification des algues comme nécessitant ou non de la vitamine B12 pourrait être trop simpliste.
Un iceberg flotte dans les eaux froides de l’Antarctique. Crédit : Photo de Makoto Saito, Institution océanographique de Woods Hole
On pensait que l’Antarctique, qui vit à la base du réseau alimentaire, était entièrement contrôlé par la nutrition en fer. La découverte du gène MetE indique également que la vitamine B12 joue probablement un rôle. En raison de sa présence dans P. Antarctiquela capacité d’adaptation des algues lui donne un avantage potentiel pour fleurir au début du printemps austral, lorsque les bactéries qui produisent la B12 sont plus rares.
Orientations futures de la recherche
Cette découverte a également des implications sur le changement climatique. L’océan Austral, où P. Antarctique est trouvé, joue un rôle important dans le cycle du carbone terrestre. P. Antarctique absorbe le CO2 et libère de l’oxygène par photosynthèse.
« À mesure que notre climat mondial se réchauffe, des quantités croissantes de fer pénètrent dans les côtes de l’océan Austral en raison de la fonte des glaciers », a déclaré Saito. « Il est important de prédire quelle sera la prochaine limite après le fer, et la vitamine B12 semble en faire partie. Les modélisateurs climatiques veulent savoir quelle quantité d’algues poussent dans l’océan afin d’obtenir des prévisions correctes et ils ont paramétré le fer, mais n’ont pas encore inclus le B12 dans ces modèles.
« Nous souhaitons particulièrement en savoir plus sur l’étendue de la diversité des niveaux de souches. Il sera intéressant de voir si les souches indépendantes de B12 ont un avantage compétitif dans un océan Austral plus chaud », a déclaré le co-auteur de l’étude Andy Allen, professeur conjoint à l’Institut J. Craig Venter et à la Scripps Institution of Oceanography de l’Université. de Californie, San Diego. « Comme l’indépendance de la B12 a un coût en termes d’efficacité métabolique, une question importante est de savoir si les souches qui nécessitent de la B12 pourraient ou non devenir dépendantes des bactéries productrices de B12. »
La découverte que P. Antarctique a la capacité de s’adapter à une disponibilité minimale de vitamine B12, ce qui s’avère être le cas pour de nombreux autres espèces d’algues qui étaient également considérées auparavant comme des utilisateurs stricts de B12. Les résultats de cette étude ouvriront la voie à de futures recherches liées au cycle du carbone et à la manière dont différents types d’algues survivent dans l’environnement froid et hostile de l’océan Austral.
