Des chercheurs ont récemment identifié ce qu'ils appellent le "nitroplaste", un organelle cellulaire capable de fixer l'azote. Cette découverte, probablement le résultat d'une évolution qui a commencé il y a 100 millions d'années, pourrait bien redéfinir notre compréhension des interactions entre les bactéries et les algues marines.
Auparavant, on pensait que ces micro-organismes entretenaient simplement une relation symbiotique, mais il s'avère que le microbe s'est intégré à l'algue, devenant une partie essentielle de son métabolisme.
Cette image montre une cellule de Braarudosphaera bigelowii se divisant en deux, les nitroplastes (UCYN-A) apparaissant en cyan. Crédit: Valentina Loconte
Le nitroplaste est issu d'une bactérie océanique, avalée par une cellule d'algue il y a des millions d'années. Cet événement est un exemple de "endosymbiose primaire", un processus rare où une cellule eucaryote (cellule complexe avec un noyau) englobe une cellule procaryote (sans noyau), conduisant à de grandes évolutions biologiques. C'est grâce à un processus similaire que les mitochondries et les chloroplastes, essentiels respectivement pour la respiration et la photosynthèse des cellules, ont évolué.
La première indication que le microbe était plus qu'un simple passager date de 1998, lorsque des scientifiques ont isolé un segment d'ADN du microbe dans l'eau de mer du Pacifique, découvrant qu'il était capable de fixer l'azote. Des travaux ultérieurs à l'Université de Kochi au Japon ont permis de cultiver les algues portant ce microbe, ce qui a facilité des études comparatives montrant la synchronisation de leur croissance.
Les résultats, publiés dans des revues scientifiques comme Cell et Science, confirment que UCYN-A (le nom scientifique du nitroplaste) importe des protéines de son algue hôte, dépendant de celle-ci pour son fonctionnement.
Cette image au microscope montre une cellule d'algue marine avec une flèche noire pointant vers le nouvel organelle nitroplaste. Crédit: Tyler Coale
Cette découverte pourrait avoir des implications importantes, non seulement pour la biologie cellulaire mais aussi pour notre compréhension de l'évolution des écosystèmes marins et leur capacité à fixer l'azote, un élément crucial pour la vie sur Terre.