Une pharmacie naturelle en voie de disparition cachée dans les récifs coralliens
L'analyse du génome révèle un vaste arsenal de substances naturelles pour la médecine et la biotechnologie : plus de 99 % des espèces étaient auparavant inconnues
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Des chercheurs de l'ETH Zurich ont identifié des centaines d'espèces microbiennes vivant dans les coraux. Ces microbes produisent une variété de substances au potentiel inexploité pour la médecine et la biotechnologie, ce qui rend l'écosystème des récifs encore plus précieux que ce que l'on pensait jusqu'à présent.
Les récifs coralliens regorgent de vie : ils abritent plus d'un tiers de toutes les espèces animales et végétales marines de la planète, alors qu'ils ne couvrent que moins d'un pour cent du fond des océans. Cette immense diversité est toutefois menacée par l'augmentation de la température des océans. Depuis les années 1950, la moitié de la population mondiale de coraux a déjà disparu.
Au-delà des habitants visibles du récif, d'innombrables micro-organismes sont également menacés. Ceux-ci vivent souvent en symbiose avec les coraux, les éponges et d'autres habitants des récifs, ce qui leur est bénéfique à tous les deux. Pour se défendre contre les agents pathogènes, les prédateurs et les concurrents, les microbes produisent un vaste arsenal de produits naturels qui pourraient être très utiles à l'humanité.
L'ampleur de la perte potentielle de cette "pharmacie naturelle" est démontrée par une nouvelle étude publiée dans la revue Nature. Menée par les groupes de recherche de l'ETH dirigés par Shinichi Sunagawa et Jörn Piel, en coopération avec Lucas Paoli de l'EPFL et le Consortium Tara Pacific, cette étude a identifié de nouvelles espèces microbiennes dans les coraux qui ont la capacité de produire de nouvelles substances.
Les échantillons révèlent une multitude de microbes
Les chercheurs ont examiné plus de 800 échantillons de coraux collectés il y a dix ans lors d'une expédition du navire de recherche Tara à travers l'océan Pacifique. La plupart de ces échantillons provenaient de coraux de feu ou de coraux pierreux qui construisent les récifs.
L'équipe a d'abord séquencé des fragments d'ADN microbien provenant des échantillons. À l'aide d'ordinateurs à haute performance de l'ETH Zurich, ils ont ensuite reconstruit les génomes de 645 espèces différentes de bactéries et d'archées. "Pour plus de 99 % de ces espèces, aucune information génomique n'était disponible auparavant. En fait, elles étaient inconnues de la science", explique M. Sunagawa.
Chaque corail a son propre microbiome
Une comparaison avec des échantillons d'eau en haute mer a montré que ces micro-organismes ne sont pas largement répandus dans le Pacifique, mais qu'ils ne se trouvent qu'à l'intérieur des récifs. En outre, ils ont tendance à se limiter à un type particulier de corail, et il n'y a pratiquement pas de chevauchement entre les différents genres de coraux. Sunagawa note que ces micro-organismes habitent généralement la surface et la cavité gastrique de leurs hôtes coralliens, formant ainsi un écosystème complexe, similaire au microbiome de la peau et de l'intestin chez l'homme.
Des plans génétiques pour des produits naturels
Cependant, les chercheurs ne se sont pas contentés de décrire de nouvelles espèces ; ils ont également voulu étudier les substances biochimiques que ces microbes pouvaient produire. En examinant de près le matériel génétique pour trouver les "plans" de ces produits naturels, ils ont découvert un trésor caché.
"Nous avons trouvé plus de potentiel de production de produits naturels dans les génomes des micro-organismes des récifs coralliens que nous n'en avions trouvé auparavant dans l'ensemble de la haute mer", explique Sunagawa. L'une des raisons pourrait être la forte densité de vie dans les récifs coralliens : dans un environnement aussi encombré, un organisme doté d'un arsenal de défense chimique polyvalent dispose d'un avantage concurrentiel indéniable.
Seule une fraction a été découverte jusqu'à présent
Pour Sunagawa, ces résultats ne sont qu'un début : "Dans la dernière étude, nous avons examiné des coraux appartenant à trois genres seulement. Or, il existe au total plusieurs centaines de genres connus, comprenant plusieurs milliers d'espèces". Les microbiomes d'autres organismes marins riches en espèces, tels que les éponges, les mollusques et les algues, n'ont pas encore été suffisamment étudiés.
Les chercheurs sont très préoccupés par l'étendue de ces lacunes et par leurs implications. Si la biodiversité des récifs coralliens continue à diminuer, cela signifiera la perte irrémédiable de milliers d'espèces microbiennes pour la plupart inconnues.
"La recherche moléculaire sur les récifs coralliens offre un potentiel énorme pour les applications biotechnologiques et médicales", déclare M. Piel. "Nous sommes pressés d'exploiter et de protéger ce potentiel", insiste Sunagawa. Il est donc absolument vital que la protection des récifs coralliens englobe également le microbiome.
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.
Publication originale
Fabienne Wiederkehr, Lucas Paoli, Daniel Richter, Dora Racunica, Hans-Joachim Ruscheweyh, Martin Sperfeld, James O’Brien, ... Romain Troublé, Christian R. Voolstra, Patrick Wincker, Maren Ziegler, Jörn Piel, Shinichi Sunagawa; "Coral microbiomes as reservoirs of unknown genomic and biosynthetic diversity"; Nature, 2026-2-25
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