Comment les algues bleues manipulent les micro-organismes
Une équipe de chercheurs découvre un gène inconnu jusqu'alors qui favorise indirectement la photosynthèse
Les cyanobactéries - également appelées algues bleues - sont connues comme les "plantes de l'océan" parce qu'elles réalisent la photosynthèse à une échelle gigantesque, produisent de l'oxygène et extraient le gaz à effet de serre CO2 de l'environnement. Pour ce faire, elles ont toutefois besoin de nutriments supplémentaires tels que l'azote. Une équipe dirigée par le biologiste Wolfgang R. Hess, professeur de génétique à l'université de Fribourg, a découvert un gène inconnu jusqu'à présent qui joue un rôle clé dans la coordination du métabolisme de l'azote et des glucides : grâce à lui, les cyanobactéries régulent indirectement la croissance des micro-organismes qui favorisent la photosynthèse. "Notre travail montre qu'il existe de nombreuses interdépendances inconnues jusqu'à présent, même entre les plus petits organismes de l'environnement, et que de nombreux gènes inconnus jusqu'à présent jouent un rôle à cet égard", déclare Hess. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Nature Communications.
Équilibre entre les nutriments primaires
Les quantités de carbone (CO2) et d'azote disponibles pour les plantes, les algues et les cyanobactéries ne sont pas toujours les mêmes. Pour la photosynthèse, un équilibre physiologiquement pertinent entre ces deux nutriments primaires est d'une importance capitale. Dans les données génétiques des cyanobactéries, Alexander Kraus, doctorant avec Wolfgang R. Hess à l'université de Fribourg, a découvert et caractérisé un gène qui joue un rôle clé dans ce contexte : le gène code pour une protéine appelée NirP1. Celle-ci n'est produite que si les cellules identifient une carence en carbone par rapport à l'azote disponible.
La protéine est elle-même trop petite pour agir comme une enzyme, à l'instar de nombreuses autres protéines. En collaboration avec le Dr Philipp Spät et le Prof. Dr Boris Maček du Proteome Center de l'Université de Tübingen, les chercheurs ont toutefois pu découvrir que NirP1 peut se lier de manière permanente à une enzyme qui devrait normalement convertir le nitrite en ammonium. NirP1 empêche cette transformation et assure ainsi l'accumulation de nitrites dans les cellules. Il s'ensuit alors d'autres changements métaboliques massifs, qui ont été analysés en détail en collaboration avec l'équipe du professeur Martin Hagemann de l'université de Rostock. Enfin, les cyanobactéries commencent à exporter des nitrites dans l'environnement, où les nitrites supplémentaires stimulent la croissance de micro-organismes utiles, et donc d'un microbiome bénéfique à la photosynthèse des cyanobactéries.
Idées pour la poursuite de la recherche
Les résultats suggèrent des idées pour la poursuite des recherches sur les interactions entre les micro-organismes et le rôle de ce gène régulateur qui était jusqu'à présent peu connu, explique Hess. En outre, les petites protéines régulatrices comme NirP1 pourraient à l'avenir être déployées dans les biotechnologies "vertes" et "bleues" pour un contrôle ciblé du métabolisme.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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