Les champignons marins seraient-ils une ressource biotechnologique inexploitée?
Les champignons marins planctoniques vivent dans la colonne d’eau de nos océans, où ils dérivent librement au gré des marées et des courants. Dans les écosystèmes marins, ils sont des parasites d’autres organismes et des saprotrophes spécialisés dans la digestion des matières organiques complexes. Selon Michael Cunliffe, chercheur à la Marine Biological Association du Royaume-Uni, les études sur les champignons marins sont relativement rares, ce qui constitue un obstacle à la compréhension globale de leur écologie unique. En effet, selon des estimations, moins de 1 % de toutes les espèces fongiques marines ont été décrites, en partie en raison des difficultés à réaliser le séquençage de l’ADN nécessaire et leur culture en laboratoire. «Ce qui est peut-être le plus remarquable c’est qu’on ignorait si et comment les champignons marins présentaient des schémas de diversité des espèces au fil du temps», explique Michael Cunliffe, coordinateur du projet MYCO-CARB, financé par le Conseil européen de la recherche. Le projet a permis non seulement de combler ces lacunes de connaissances, mais également de révéler des pistes prometteuses pour la recherche future sur le changement climatique et les ressources biotechnologiques.
Mieux comprendre l’écosystème fongique marin
MYCO-CARB s’est appuyé sur deux approches complémentaires pour étudier les champignons marin: la culture en laboratoire et l’analyse directe d’échantillons marins sans mise en culture. L’équipe a prélevé des échantillons d’eau de mer dans des sites allant du large de l’océan Atlantique aux sédiments côtiers du Royaume-Uni, ainsi que sur des algues marines recueillies près de la Marine Biological Association. De retour au laboratoire, les échantillons ont été placés et cultivé dans des milieux de cultures spécialisés enrichis de sels marins. Une fois développés, les champignons ont été isolés et, après l’identification de leur espèce, ont été ajoutés à la collection de cultures de champignons marins de MYCO-CARB. L’équipe a utilisé différentes techniques d’analyse ADN et ARN pour étudier la biologie d’isolats spécifiques afin de mieux comprendre leur écologie dans l’environnement marin. «La diversité des communautés fongiques marines que nous avons détectées en dit long sur leur écologie et leur intégration dans l’écosystème marin côtier au sens large», confie Michael Cunliffe. «Pour la première fois, nous avons révélé que les espèces évoluent sur des échelles mensuelles et saisonnières et qu’après ces changements elles peuvent présenter des schémas constitutifs similaires. Cela suggère que certaines espèces réapparaissent au fil du temps, mais nous devons approfondir nos recherches pour identifier les moteurs écologiques de ce phénomène.» Le projet a également développé une approche innovante pour étudier les champignons saprotrophes actifs fixés à des particules marines. «Nous avons isolé des particules organiques individuelles, telles que des morceaux de feuilles et de brindilles, à partir de l’eau de mer, puis nous les avons examinées au microscope,afin de caractériser la diversité des champignons qu’elles hébergent», ajoute Michael Cunliffe. Les données de séquençage d’ARN de l’expédition Tara Océan ont également été exploitées pour analyser l’activité des champignons marins saprotrophes dans l’ensemble de l’océan mondial, en se concentrant sur les enzymes actives sur les glucides (CAZymes) impliquées dans la dégradation de la matière organique complexe. «Nos travaux ont démontré que les champignons marins sont des saprotrophes actifs, dégradant en pleine mer la matière organique complexe riche en carbone. Nous devons à présent poursuivre les travaux sur leur contribution spécifique au cycle du carbone océanique», explique Michael Cunliffe.
Les champignons, un futur trésor biotechnologique
L’établissement de la collection de cultures de champignons marins à la Marine Biological Association au Royaume-Uni constitue un héritage majeur du projet, offrant une ressource unique en son genre. MYCO-CARB a étudié certaines de ces cultures pour mieux comprendre leur biologie fondamentale, mais le potentiel de cette collection va bien au-delà. «Les champignons marins constituent une ressource biotechnologique largement inexploitée et une source potentielle de nouvelles biomolécules précieuses, telles que les composés antimicrobiens. Qui plus est, bon nombre des champignons que nous avons isolés à partir d’algues marines pourraient initier de nouvelles méthodes de traitement les déchets de la biomasse marine, tels que ceux générés par l’industrie des algues», explique Michael Cunliffe. Pour l’instant, l’équipe concentre ses efforts sur la quantification du rôle des champignons marins dans le cycle du carbone par rapport à d’autres formes de vie marine, comme les bactéries, tout en explorant de nouvelles opportunités d’optimiser les cultures de la collection.
Mots‑clés
MYCO-CARB, champignons marins, écosystème, saprotrophes, biotechnologie, écologie, algues, cycle du carbone
