Escherichia coli, une bactérie intestinale présente chez les mammifères, au microscope électronique. Empilées les unes sur les autres, les bactéries communiquent et s'échangent de l'information génétique. Elles peuvent aussi capturer de l'ADN libre dans l'environnement par le mécanisme de transformation génétique. © Microbe World, Flickr, cc by nc sa 2.0

Santé

Des bactéries recyclent de l’ADN de mammouth vieux de 43.000 ans !

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Du point de vue des bactéries, l'environnement ressemble probablement à un grand entrepôt truffé de matériel génétique. Des chercheurs viennent de montrer qu'elles étaient capables d'ingérer puis d'intégrer dans leur génome des fragments d'ADN très anciens. Cette découverte ouvre une perspective nouvelle sur leurs capacités évolutives.

En matière d'évolution, les bactéries sont les championnes toutes catégories. Apparues il y a au moins 3,6 milliards d'années sur Terre, elles se sont excelemment adaptées à tous les types d'environnements, même les plus extrêmes. On en trouve presque partout, jusque dans les sources chaudes et dans le fond des eaux extrêmement salées de la mer morte.

Au fur et à mesure des années, les bactéries sont devenues expertes dans l'art d'échapper à nos stratégies d'éradication. Les antibiotiques, qui semblaient être le remède miracle contre de nombreuses infections il y a moins d'un siècle, sont désormais obsolètes. Pour chaque nouveau médicament, les bactéries trouvent rapidement une parade. La multirésistance aux antibiotiques est ainsi devenue un problème de santé publique majeur auquel les scientifiques ont du mal à faire face.

Lorsque les organismes meurent, leurs cellules se dégradent mais leur ADN peut rester dans l'environnement pendant de très nombreuses années. © Spooky Pooka, Wellcome Images, cc by nc nd 2.0

Une vitesse d’évolution sans pareille

Mais comment font les bactéries pour évoluer aussi rapidement ? Cette question fait l'objet de recherches intensives de par le monde. Une des raisons vient directement de leur physiologie. Les bactéries sont des organismes unicellulaires et peuvent se diviser très rapidement. Escherichia coli par exemple, une espèce qui vit dans les intestins, met en moyenne 30 minutes pour se dédoubler lorsqu'elle est cultivée à 37 °C. En 12 heures, une cellule donne donc naissance à plus de 33 millions de descendantes ! Parmi elles, certaines subissent des mutations qui vont leur permettre de s'adapter à différentes conditions.

Outre ce transfert vertical, les bactéries sont capables d'emmagasiner du matériel génétique provenant de l'environnement ou d'organismes voisins. Loin d'être solitaires, elles se développent en général au sein de communautés de microbes attachées sur des surfaces, appelées biofilms. Au cœur de ces structures, elles se partagent allègrement leurs gènes et récupèrent des morceaux d'ADN libérés suite à la mort d'autres organismes. Grâce à ces échanges génétiques, elles peuvent par exemple acquérir le bagage nécessaire pour résister à un antibiotique.

Les bactéries, des vampires à ADN

Découverte en 1928 par le médecin Frederick Griffith, la transformation génétique, c'est-à-dire l'absorption et l'intégration d'ADN étranger par les bactéries, est un phénomène bien connu des bactériologistes et est régulièrement utilisée dans les laboratoires de génie génétique. Elle cache cependant encore une part de mystère car l'environnement est un réservoir inépuisable d'ADN, certains âgés de plus de 500.000 ans. Les bactéries sont-elles capables d'absorber puis d'intégrer dans leur génome du matériel génétique très ancien et en mauvais état ? Des scientifiques du Centre for GeoGenetics au Natural History Museum au Danemark ont voulu éclaircir cette question. Leurs résultats sont publiés dans la revue Pnas.

Pour cette étude, les chercheurs ont étudié la transformation génétique chez Acinetobacter baylyi, une espèce bactérienne capable d'absorber naturellement et facilement de l'ADN. Ils ont montré qu'elle pouvait attraper et insérer dans son génome des séquences d’ADN très abîmées. Elle est même capable de réussir cette prouesse avec de l'ADN d'os de mammouth laineux vieux de 43.000 ans !

Ces découvertes témoignent une fois de plus des ressources exceptionnelles des bactéries en matière d'évolution. Elles suggèrent que les échanges génétiques peuvent se produire entre deux espèces qui ne se sont jamais rencontrées de leur vivant. En d'autres termes, les bactéries pourraient évoluer en utilisant des molécules du passé.

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