Une nouvelle bactérie à peu près de la taille et de la forme d’un cil bat un record de taille

Accrochés aux débris engloutis dans les forêts de mangroves marines peu profondes des Caraïbes françaises, de minuscules organismes filiformes – parfaitement visibles à l’œil nu – ont mérité le titre de plus grande bactérie jamais connue.

Mesurant environ un centimètre de long, ils ont à peu près la taille et la forme d’un cil humain, battant la concurrence à 5 000 fois la taille des bactéries de jardin et 50 fois la taille des bactéries auparavant considérées comme géantes. En termes humains, cela revient à rencontrer une personne aussi grande que le mont Everest.

Olivier Gros, biologiste à l’université des Antilles, a découvert les procaryotes en 2009 en les voyant se balancer doucement dans les eaux sulfureuses des mangroves de l’archipel guadeloupéen. Les bactéries se sont accrochées aux feuilles, aux branches, aux coquilles d’huîtres et aux bouteilles qui ont coulé dans le marais tropical, a déclaré Gros lors d’un point de presse.

Lui et ses collègues ont d’abord pensé qu’il pourrait s’agir d’organismes eucaryotes complexes ou peut-être d’une chaîne d’organismes liés. Mais des années de recherche génétique et moléculaire ont révélé que chaque chaîne est, en fait, une cellule bactérienne imposante, génétiquement liée à d’autres bactéries oxydant le soufre. « Bien sûr, ce fut une sacrée surprise », a déclaré Jean-Marie Volland, microbiologiste au Joint Genome Institute de Berkeley, en Californie, lors du briefing.

Cette semaine, Gros et ses collègues ont publié un article dans Science exposant tout ce qu’ils ont appris sur la nouvelle et énorme bactérie, qu’ils ont surnommée Candidatus (Ca.) Thiomargarita magnifica.

Leurs découvertes élargissent notre compréhension de la diversité microbienne d’une manière que les microbiologistes ne croyaient pas possible. Les scientifiques avaient précédemment émis l’hypothèse que la taille des bactéries serait limitée par plusieurs facteurs, notamment l’absence de systèmes de transport intracellulaire, le recours à une diffusion chimique inefficace et un rapport surface/volume nécessaire pour satisfaire les besoins énergétiques. Pourtant, le volume d’un seul Californie. T. magnifica cellule est au moins deux ordres de grandeur plus grand que le maximum prévu qu’une bactérie peut théoriquement atteindre, a déclaré Volland.

Volland, Gros et leurs collègues sont encore en train d’apprendre comment – et pourquoi exactement –Californie. T. magnifica gère sa taille massive. Mais, jusqu’à présent, il est clair que Californie. T. magnifica oxyde le sulfure d’hydrogène de son environnement riche en soufre et réduit le nitrate. Environ 75 pour cent de son volume cellulaire est un sac de nitrate stocké. Le sac s’écrase contre l’enveloppe de la cellule, limitant la profondeur dont les nutriments et autres molécules ont besoin pour se diffuser.

Alors que les bactéries ont tendance à avoir un ADN flottant librement, Californie. T. magnifica semble avoir plus d’un demi-million de copies de son génome regroupées dans de nombreux compartiments liés à la membrane que les chercheurs ont nommés pépins, d’après les petites graines des fruits. La distribution des pépines sur les bords extérieurs de la bactérie pourrait permettre une production localisée de protéines, éliminant ainsi le besoin de transporter les protéines sur de longues distances.

La prochaine étape pour étudier ces bactéries gargantuesques est que les scientifiques découvrent comment les cultiver en laboratoire. Pour l’instant, les chercheurs ont collecté de nouveaux spécimens dans les forêts de mangroves à chaque fois qu’elles s’épuisent. Mais cela a été délicat car ils semblent avoir un cycle de vie ou une saisonnalité mystérieux. Depuis deux mois, Gros n’en trouve plus. « Je ne sais pas où ils sont », a-t-il dit.