Des bactéries caméléons cultivées à Roscoff

La mer n’est pas uniformément bleue. Plutôt verte dans les eaux superficielles et le long des côtes, elle devient bleue au large et cette teinte s’intensifie avec la profondeur. Ces variations tout en nuances peuvent être gênantes pour les organismes du phytoplancton qui ont besoin de capter la couleur dominante des rayons du soleil dont l’énergie est indispensable à la photosynthèse. Certains d’entre eux ont trouvé une solution : ils arrivent à modifier leur pigmentation. Chercheurs du laboratoire Adaptation et diversité en milieu marin de la Station biologique de Roscoff, Frédéric Partensky et Laurence Garczarek viennent d’identifier l’enzyme qui leur permet de jouer les caméléons. Les résultats de leurs travaux ont été publiés en novembre dernier dans une revue scientifique prestigieuse(1).

Un gène commun

« En comparant les génomes de différents Synechococcus(2), un des organismes photosynthétiques les plus abondants de l’océan, nous avons repéré un gène commun à près de 25 % des souches de notre collection de cultures », rapportent-ils. Or, ce gène code pour une enzyme qui modifie la pigmentation de leur antenne, organe qui permet de capturer les photons solaires. En lumière verte, ce gène est inactif. Mais quand celle-ci devient bleue, l’enzyme est synthétisée et fixe sur l’antenne un pigment qui capte le vert puis le transforme chimiquement - par simple réaction d’isomérisation - pour qu’il puisse capter le bleu. Le phénomène est réversible et, dans les flacons au laboratoire, il se déroule en une semaine. Il serait sous le contrôle de plusieurs gènes régulés par la lumière dont les chercheurs essayent actuellement de décortiquer les interactions.

Choisir la couleur

« Nous avons été surpris que ce phénomène d’acclimatation chromatique soit si répandu parmi les souches en culture. Nous cherchons aujourd’hui à voir si l’on retrouve cette proportion dans le milieu naturel. Et aussi à comprendre si ce phénomène rend les cellules qui en sont capables plus compétitives dans les zones de transition entre la côte et le large, ou entre la surface et la profondeur. » Menés en collaboration avec deux équipes américaines de l’université d’Indiana, ces travaux pourraient déboucher sur des applications dans le domaine des biotechnologies, pour fabriquer des molécules fluorescentes avec le chromophore de son choix. Frédéric Partensky a récemment soumis un projet au Conseil européen de la recherche (ERC), qui finance des programmes exploratoires pour poursuivre dans cette voie haute en couleur !