Une étude montre la capacité des diatomées à assimiler le silicium
Une étude partiellement financée par l'Union européenne a, pour la première fois, mesuré la capacité des diatomées à transporter et à métaboliser le silicium. Les résultats permettront de mieux comprendre le rôle de ce groupe d'algues sur les cycles biogéochimiques de nos océans. Les diatomées produisent près d'un quart de l'oxygène présent dans l'atmosphère terrestre, quasiment autant que les forêts tropicales. Une équipe de scientifiques, dirigée par Pascal Jean Lopez, chercheur au Centre national de la recherche scientifique (CNRS), tente de comprendre les mécanismes contrôlant la formation du squelette extracellulaire en verre des diatomées. Leurs travaux ont été publiés dans la revue à accès ouvert Public Library of Science (PLoS) One. À ce jour, les processus impliqués dans l'assimilation, le stockage et le transport de la silice restent mal connus. L'étude a reçu le soutien partiel du projet MARGENES («Marine phytoplankton as novel model organisms for genomic and post-genomic studies of environmental sensing and niche adaptation») au titre du cinquième programme-cadre (5e PC), ainsi que du projet DIATOMICS («Understanding diatom biology by functional genomics approaches») et du réseau d'excellence Marine Genomics («Implementation of high-throughput genomic approaches to investigate the functioning of marine ecosystems and the biology of marine organisms») au titre du sixième programme-cadre (6e PC). Cette étude a porté sur l'une des espèces de diatomées appelée Phaeodactylum tricornutum et sur sa synthèse de la silice. Les résultats ont montré qu'un regroupement de certains gènes a dû être favorisé au cours de l'évolution des diatomées. Ce réarrangement pourrait optimiser leurs réactions à divers stimuli environnementaux. Les scientifiques sont également parvenus à identifier des gènes susceptibles d'être impliqués dans le stockage et le métabolisme du silicium, et ils ont mis en évidence certaines régulations des gènes responsables du transport de ce composé. Ils ont également constaté que la capacité de ces algues à s'adapter à divers taux de silicium dans les environnements marins peut dépendre des régulations globales du niveau génique au niveau génomique et de la régulation post-transcriptionelle ainsi que d'un arrangement spatial des protéines. Le silicium est indispensable à la croissance de plusieurs espèces de diatomées; toutefois, Phaeodactylum tricornutum n'en a pas besoin pour survivre. Cette espèce particulière d'algues prospère dans plusieurs régions du monde, notamment dans les régions côtières soumises à d'importantes fluctuations en terme de salinité. Phaeodactylum tricornutum est la première diatomée pennée dont on connaît le génome complet. Les chercheurs ont tenté de déterminer si la diatomée, étant donnée ses propriétés uniques, essaierait tout de même d'assimiler la silice. Les cellules des diatomées sont contenues dans une paroi cellulaire siliceuse unique. La silice biogénique constituant cette paroi cellulaire est synthétisée à l'intérieur de la cellule par la polymérisation de monomères d'acide silicique. Cette substance est ensuite expulsée de la cellule et pénètre la paroi cellulaire. La décomposition et la désintégration des diatomées mènent à la transformation de ces silicates en sédiments. Élucider ces mécanismes permettrait de mieux comprendre la chimie du verre, et d'anticiper certaines modifications environnementales liées aux cycles de la silice et du carbone. Le projet MARGENES a étudié le potentiel des diatomées et des cyanobactéries comme organismes scientifiques modèles; le projet DIATOMICS, quant à lui, s'est penché sur les diatomées marines et sur des questions telles que la séquestration du carbone, l'acquisition de nutriments, l'essor et la chute de la prolifération d'algues et la biosalissure. Marine Genomics rassemble des scientifiques, des décideurs politiques, des entreprises et d'autres parties prenantes et est dédiée au développement d'approches d'extraction à haut débit pour l'analyse de la biologie des organismes marins.
Pays
France
