Des chercheurs isolent des souches d'archées étroitement apparentées aux eukaryotes

Des chercheurs ont signalé l'isolement de deux souches archéales, désignées HC1 et SC1, qui appartiennent à la lignée Heimdallarchaeia, le groupe qui se branche le plus près des eukaryotes.

Culture et caractéristiques

Les deux souches ont été isolées à partir d'un biofilm dans un puits de production de gaz dans la péninsule de Boso, préfecture de Chiba, au Japon. Le biofilm se trouve dans des eaux souterraines salines contenant du méthane et est exposé de manière intermittente à l'air en raison d'éruptions périodiques de saumure.

Selon l'étude publiée dans Nature, les souches ont été isolées selon les méthodes suivantes :

• Souche HC1 : Isolée dans un co-culture pure avec le méthanogène Methanocalculus sp. souche MC2.
• Souche SC1 : Isolée dans un tri-culture pure avec Methanocalculus sp. souche MC3 et Methanolobus sp. souche MLB.

Les deux souches sont décrites comme des archées strictement anaérobies, syntrophes, dégradant les peptides et mésophiles. Bien que HC1 possède des gènes associés aux modes de vie aérobies, tels que la cytochrome c oxydase (Cox), les co-cultures ne peuvent pas croître dans des conditions (micro)oxiques. L'étude suggère que, chez HC1, la Cox pourrait soutenir la détoxification de l'oxygène plutôt que la respiration.

Structure cellulaire et génomique

L'analyse microscopique des cellules a révélé plusieurs caractéristiques physiologiques :

• Morphologie : Les cellules sont coccoides et produisent des protrusions et des vésicules.
• Structure interne : Les cellules ne possèdent pas de structures membranaires internes persistantes, telles qu'un système endomembranaire.
• Cytosquelette : La cryo-EM a montré que le cytoplasme et les protrusions contiennent des structures ressemblant à des filaments d'actine.
• Division : Les cellules se divisent par fission binaire et présentent une structure en anneau pendant le processus.

Le séquençage génomique a montré que HC1 possède un génome de 7,91 Mb, tandis que SC1 possède un génome de 6,75 Mb. Les deux souches possèdent des protéines signatures eukaryotes (ESP), avec HC1 et SC1 ayant respectivement 27 et 29 types d'ESP.

Implications pour l'eukaryogenèse

Les résultats fournissent des données pour l'étude de l'eukaryogenèse, le processus par lequel les cellules eukaryotes sont apparues. L'étude suggère que l'ancêtre archéal des eukaryotes aurait pu partager certaines caractéristiques avec ces isolats, notamment l'anaérobiose, l'absence de membranes intracellulaires persistantes et la présence de protrusions membranaires.

Selon les chercheurs, la transition des archées aux eukaryotes a probablement impliqué une transition abrupte de la structure cellulaire et un décalage physiologique de l'anaérobiose à l'aérobie (facultative). Ils suggèrent que les premières interactions entre l'hôte archéal et l'ancêtre mitochondrial auraient pu se produire dans des conditions à faible teneur en oxygène et auraient été au moins partiellement médiées par la détoxification de l'oxygène.

Sources (en anglais)

• nature.com: Eukaryotes’ closest relatives are internally simple syntrophic peptidotrophic archaea | Nature

Traduction réalisée par IA de l’article original en anglais, vérifiée automatiquement pour dire la même chose que l’original. Les sources ont été vérifiées en anglais.