Quand Olivier Gros, biologiste marin et professeur à l’Université des Antilles françaises en Guadeloupe, a exploré les eaux chaudes du sud des Caraïbes à la recherche de microbes, il n’imaginait pas découvrir une bactérie qui bouleverse notre compréhension des cellules microscopiques. Dans les sédiments riches des mangroves, il a mis au jour une espèce exceptionnelle.
Baptisée Candidatus Thiomargarita magnifica, cette bactérie est la plus grande jamais observée. Mesurant jusqu’à 2 centimètres de long, elle est visible à l’œil nu et 5 000 fois plus volumineuse que certaines bactéries courantes. Sa structure cellulaire complexe la distingue radicalement. Une étude publiée dans la revue Science détaille les travaux menés par Olivier Gros, l’équipe du Joint Genome Institute (JGI) du Département américain de l’Énergie et l’Université des Antilles françaises.
T. magnifica ressemble à un fin vermicelle blanc unicellulaire. Membre du genre Thiomargarita, connu pour ses géantes, elle surpasse ses congénères de 50 fois. Découverte en 2009 sous les palétuviers de Guadeloupe où elle oxyde le soufre, elle n’a été observée nulle part ailleurs. L’analyse a été retardée par sa disponibilité saisonnière.
Visible sans microscope, elle a d’abord surpris l’équipe. Silvina Gonzalez-Rizzo, professeure agrégée de biologie moléculaire à l’Université des Antilles françaises et auteure principale, a confirmé son statut procaryote par séquençage génétique. « Je pensais qu’ils étaient eucaryotes à cause de leur taille et de leurs filaments. Ces ‘macro’ microbes sont fascinants ! », déclare-t-elle.
La vie cellulaire se divise traditionnellement en procaryotes (bactéries, archées, sans noyau) et eucaryotes (algues, humains, avec noyau). T. magnifica défie ces frontières : malgré sa taille procaryote exceptionnelle, son ADN est enclosed dans une membrane, comme chez les eucaryotes. Jean-Marie Volland, chercheur au JGI et au Laboratoire de recherche sur les systèmes complexes, l’a visualisé par microscopie avancée.
Cette anomalie intrigue même les experts. Tanja Woyke, responsable du programme génome microbien au JGI, insiste : « Les grandes revendications exigent de grandes preuves. Nous avons été extrêmement rigoureux. »
T. magnifica possède trois fois plus de gènes que la moyenne bactérienne, favorisant des réponses locales à des stimuli. Son cycle de vie dimorphe inclut une reproduction par bourgeonnement inédite à cette échelle : la cellule filamentaire se contracte, émet un bourgeon qui s’implante ailleurs.
Seulement 1 % des gènes sont transmis, mais les génomes fils restent quasi identiques malgré les milliers de séquences analysées. « Comment maintient-elle cette homogénéité ? », s’interroge Volland.
Cette découverte incite à repenser la recherche microbiologique, biaisée vers le microscopique. Elle offre un modèle vivant pour étudier l’évolution vers la complexité cellulaire.
« Nous pouvons poser des questions essentielles sur l’évolution bactérienne en direct », conclut Volland.
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