Des biologistes de l'Université d'État d'Irkoutsk, en collaboration avec des collègues de l'Université de Floride du Nord (États-Unis), ont étudié le métabolisme des actinobactéries du Baïkal, de gros micro-organismes capables de synthétiser des substances biologiquement actives. Il s'est avéré qu'ils manquaient de gènes pour les enzymes communes à ce groupe, responsables de la production d'antibiotiques. Cela signifie que ces micro-organismes combattent les microbes à l'aide d'autres protéines et, éventuellement, de composés encore inconnus de la science. L'article a été publié dans Aquatic microbial ecology. Ce travail a été soutenu par une subvention de la Russian Science Foundation.
Les actinobactéries sont une classe de bactéries de grande taille et de formes complexes qui ont la capacité de détruire les composés toxiques qui polluent l'environnement. Ce sont des producteurs de produits métaboliques secondaires dont ils n'ont pas besoin pour la croissance et le développement, mais remplissent d'autres fonctions. Parmi ces composés figurent des facteurs de croissance qui stimulent divers processus cellulaires et des phéromones pour la «communication chimique». L'homme utilise la propriété de ces substances pour supprimer la croissance de bactéries et de champignons pathogènes et les utilise en médecine. Dans ce travail, les scientifiques ont étudié la formation de produits métaboliques secondaires dans 24 souches d'actinobactéries isolées des gisements du lac Baïkal. Les scientifiques l'ont comparé aux processus dans les organismes marins et d'eau douce.
«Des recherches antérieures ont mis en évidence les schémas de distribution écologique et géographique des actinobactéries des écosystèmes terrestres et marins. Cependant, les représentants de cette classe des sédiments d'eau douce sont encore insuffisamment étudiés », explique Maxim Timofeev, chef de projet pour une subvention de la Russian Science Foundation, docteur en sciences biologiques, directeur de l'Institut de recherche en biologie de l'Université d'État d'Irkoutsk. Des échantillons ont été récupérés au fond du lac à une profondeur de 200 mètres. Pour obtenir des colonies d'actinobactéries, les sédiments ont été placés sur un milieu nutritif, ce qui a permis de supprimer la croissance d'autres microorganismes. Trois jours plus tard, l'ADN a été isolé des colonies et, à l'aide de méthodes moléculaires, ils ont déterminé s'il y avait des gènes spécifiques aux actinobactéries - de cette façon, vous pouvez vous assurer que les bactéries nécessaires à l'étude se sont développées. Dans ce cas, et dans l'expérience elle-même, les chaînes d'ADN ont été "multipliées"car dans la cellule elle-même, il y a trop peu de matière pour l'analyse, et la copie artificielle de la molécule résout le problème.
Les chercheurs ont prêté attention aux gènes associés à la synthèse de composés biologiquement actifs. Ils ont constaté que les souches isolées d'actinobactéries du Baïkal ne possèdent pas les gènes des halogénases dépendantes de FAD. Ces enzymes utilisent l'énergie stockée dans le FAD et sont responsables de la fixation à diverses molécules halogènes telles que le chlore et le brome. En conséquence, des antibiotiques tels que les tétracyclines, le chloramphénicol et autres sont obtenus. La plupart des halogénases se trouvent dans les microorganismes marins. Le fait qu'ils soient absents des actinobactéries du Baïkal témoigne de leur adaptabilité à la vie dans une eau à faible teneur en sel. Dans le même temps, une activité biologique a été observée dans 75% des souches d'actinobactéries isolées au cours de l'étude. Cela signifie qu'il s'est manifesté aux dépens d'autres enzymes.
«Les actinobactéries courantes peuvent incorporer des atomes d'halogène dans les molécules chimiques qu'elles synthétisent. L'absence de cette capacité chez les actinobactéries du Baïkal est leur différence unique, qui parle de la longue évolution de ces espèces dans un environnement ultra frais. Les particularités des actinobactéries de Baïkal nous permettent de parler de leur potentiel important pour la production d'antibiotiques et de composés naturels inconnus de la science », explique Maxim Timofeev.
Auteur: Alexey Paevsky
