Une équipe internationale comprenant des chercheurs de l’Université de Nottingham (Royaume-Uni) et de l’Université de Tsukuba au Japon a découvert un microorganisme jusqu’alors inconnu, qui possède le génome le plus petit jamais observé, et qui serait potentiellement capable de se répliquer et d’exprimer ses propres informations génétiques.
Ce microorganisme appartient aux archées, un groupe d’organismes unicellulaires fondamentalement différents des bactéries. Les résultats sont publiés dans la revue ‘Current Biology’.
Cet organisme est désigné Candidatus Sukunaarchaeum mirabile, ou simplement Sukunaarchaeum, en hommage à une petite divinité japonaise. Il possède un génome inhabituellement petit, mais malgré cela, Sukunaarchaeum contient les gènes nécessaires pour répliquer son ADN et utiliser son information génétique pour synthétiser des protéines.
Ce qui rend cette découverte particulièrement intéressante est ce qui manque à Sukunaarchaeum: il a perdu presque tous les gènes nécessaires pour produire ses propres nutriments et son énergie. Cela suggère qu’il dépend largement d’autres organismes pour obtenir les ressources dont il a besoin pour survivre.
Le professeur Thorsten Allers, de la Faculté des sciences biologiques de l’Université de Nottingham et coauteur de l’étude, affirme : « La clé pour définir la vie réside dans la capacité d’un organisme à se répliquer et à le faire de manière autonome. Cette découverte fascinante apporte de nouvelles pistes sur le degré de simplicité qu’une cellule vivante peut atteindre tout en restant capable de se reproduire et de maintenir sa propre information génétique ».
L’équipe de recherche a découvert Sukunaarchaeum en analysant le matériel génétique de microorganismes marins individuels (plancton). Le génome de Sukunaarchaeum est inférieur à la moitié de la taille du génome du plus petit archée connu à ce jour et ne compte que 189 gènes codant des protéines.
Cet organisme présente également des différences génétiques importantes par rapport à tous les groupes d’archées connus jusqu’à présent. Des séquences génétiques apparentées, détectées dans des échantillons marins, suggèrent que Sukunaarchaeum fait partie d’un groupe beaucoup plus vaste d’organismes qui, jusqu’à présent, passait pratiquement inaperçu.
La plupart des organismes dotés de génomes extrêmement petits ont renoncé à une partie de leur capacité à fonctionner de manière indépendante. Par exemple, les mitochondries et les chloroplastes à l’intérieur de nos cellules, qui à l’origine étaient des bactéries libres vivant, dépendent de leurs cellules hôtes pour obtenir une partie de la machinerie nécessaire à la copie et à l’utilisation de leur information génétique. Cependant, Sukunaarchaeum semble avoir suivi une trajectoire évolutive différente.
« Bien qu’il ait perdu presque tous les gènes nécessaires à la production de nutriments et d’énergie, il a conservé une grande partie de la machinerie nécessaire pour copier son génome et produire des protéines à partir de son information génétique. Cela suggère que Sukunaarchaeum pourrait se situer près du niveau minimal d’information génétique nécessaire pour qu’un organisme reste une cellule indépendante », affirme le professeur Allers.
Les chercheurs ont également découvert qu’environ un quart de son génome est composé de gènes codant des protéines de membrane inhabituellement grandes, dont les fonctions restent inconnues. Des protéines de membrane de taille similaire ont été repérées dans certaines archées parasites, ce qui laisse augurer que Sukunaarchaeum pourrait vivre comme parasite à l’intérieur ou à côté d’un autre organisme.
Si bien que les scientifiques ont identifié le génome de Sukunaarchaeum, ils n’ont pas encore observé directement l’organisme ni identifié son hôte. L’équipe prévoit d’étudier où vit Sukunaarchaeum, à quoi il dépend et comment il interagit avec d’autres organismes. Ces découvertes pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre les limites de la vie et combien d’informations génétiques un organisme a besoin pour survivre et se reproduire.
