Le cycle de l'urée à l'origine du succès des diatomées
Malgré leur omniprésence et rôles divers, les diatomées marines, le composant principal du phytoplancton que l'on retrouve en abondance dans l'océan et donc la base de la chaîne alimentaire marine, sont toujours un mystère. Récemment, un consortium international de scientifiques financé par l'UE a découvert qu'au moins une espèce de diatomée, Phaeodactylum tricornutum, utilise une voie moléculaire que l'on avait découverte chez les mammifères: le cycle de l'urée. Leurs recherches, publiées dans la revue Nature le 12 mai dernier, étaient partiellement financées par le projet DIATOMICS («Understanding diatom biology by functional genomics approaches») qui a reçu 1,8 million d'euros au titre du domaine thématique «Sciences de la vie, génomique et biotechnologie pour la santé» du sixième programme-cadre (6e PC) de la Commission européenne. Le cycle de l'urée (ou cycle de l'ornithine) est une voie métabolique commune aux mammifère permettant d'incorporer l'excès d'azote dans l'urée et de l'éliminer. Il reste qu'il semblerait jouer un rôle plus important dans les diatomées. Ce cycle est essentiel à la distribution et au recyclage du carbone inorganique et de l'azote, et permet aux diatomées de récupérer de la perte de nutriments. En laboratoire, les scientifiques ont reconstruit un phénomène de remontée d'eau observé dans les océans: il s'agit d'une remontré d'eau riche en nutriments provenant du fond des océans à la surface, où les diatomées sont abondantes. Les diatomées répondent immédiatement à la disponibilité de cet apport alimentaire en augmentant leur métabolisme et taux de croissance. Les gènes ayant atteint le génome des diatomées par le transfert génétique latéral (le mouvement de gènes entre organismes vaguement apparentés) seraient responsables de cette capacité. Dans des recherches antérieures, les scientifiques avaient découvert que certains gènes de diatomées possédaient des homologues dans les chloroplastes et les bactéries, ce qui nous prouve qu'il reste beaucoup à apprendre de ces organismes à plusieurs facettes. En approfondissant cette voie de recherche, l'auteur principal de l'étude, le Dr Andrew Allen du J. Craig Venter Institute aux États-Unis, et ses collègues ont exploré les mécanismes cellulaires de l'utilisation des nutriments dans l'environnement. Ils ont constaté que les métabolites du cycle de l'urée facilitaient la récupération des diatomées après le retrait à court terme des nutriments. «Il semblerait que le cycle de l'urée des animaux, essentiel pour l'exportation cellulaire des déchets de carbone et d'azote, a été hérité d'une voie primitive ayant évoluée à l'origine en tant que mécanisme de recyclage d'azote et de carbone et de récupération», explique le Dr Allen. En d'autres termes, les diatomées ont suivi une voie fondamentalement différente de l'évolution par rapport aux algues vertes et aux autres organismes apparentés. «Cette étude apporte des indices fascinants sur la manière dont les diatomées ont évolué pour devenir des producteurs primaires dans de nombreuses régions océaniques», ajoute Dr David Garrison, directeur du programme au département des sciences océaniques de la Fondation nationale de la science aux États-Unis, qui a financé la recherche avec la Commission européenne. Les diatomées sont à la base de la chaîne alimentaire marine et absorberaient énormément de dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, tout comme les forêts tropicales du monde. En plus de nourrir tous les animaux et de contribuer à l'équilibre carbone de la planète, ces organismes unicellulaires sont également appréciés des scientifiques car ils permettent de déterminer si les eaux sont dépourvues de nutriments et de minéraux ou si elles sont contaminées.Pour de plus amples informations, consulter: Société Max Planck: http://www.mpg.de/en Fondation nationale des sciences: http://www.nsf.gov/ Revue Nature: http://www.nature.com/nature/index.html
Pays
Tchéquie, Allemagne, France, États-Unis
