2024-02-13 11:00:19
Pour Communication BCAP-SCCI*
De nombreuses personnes soucieuses de leur santé insistent sur le fait que nous devons manger de manière équilibrée. L’une des raisons pour cela est que l’être humain dépend de l’alimentation pour obtenir de nombreuses substances essentielles au bon fonctionnement de notre corps. C’est le cas de les neuf acides aminés essentiels: acides aminés que notre corps ne peut pas synthétiser lui-même. Ces composants de base des protéinesLes , sortes de « briques » qui les construisent, sont essentielles, entre autres, au maintien des muscles, aux fonctions cognitives ou à la régulation de l’humeur.
Dans le monde microbien ce C’est un peu différent. Il existe des bactéries qui, comme dans notre cas, dépendent de leur alimentation pour obtenir des acides aminés essentiels, appelés ‘auxotrophes’. Et d’autres, cependant, sont autosuffisants, c’est-à-dire qu’ils peuvent les produire eux-mêmes. Ce sont les soi-disant ‘prototrophes’.
Modèle 3D de diverses bactéries entourées d’acides aminés. / BCAP-CSIC
Quels sont les plus courants ? Quels micro-organismes suivent la stratégie « prototrophique » et lesquels optent pour la stratégie « auxotrophe » ? Où habitent-ils les uns les autres ? L’environnement dans lequel ils vivent influence-t-il le « choix » d’une stratégie ou d’une autre ?
Telles sont quelques-unes des questions auxquelles une équipe composée de chercheurs du Centre d’études avancées de Blanes (CEAB-CSIC) et les universités du Colorado, d’Aalborg et du Lawrence Berkeley Lab. Ses membres analysé par calcul intensif plus de 26 000 génomes bactériens et ADN environnemental provenant d’environnements naturels aussi divers comme les lacs, les océans, les stations d’épuration, le microbiote humain et même des aliments comme le levain ou le fromage. Les résultats de leur étude ont récemment été publiés dans la revue scientifique Communications naturelles.
Rendu 3D montrant les communautés bactériennes en combinaison avec l’ADN. / BCAP-CSIC
Notre intestin : un « buffet gratuit », idéal pour les bactéries auxotrophes
L’enquête révèle la grand poids de l’environnement dans l’évolution et l’adaptation génétique des bactéries. Dans ces environnements où les nutriments sont toujours disponibles, dans ces « buffets gratuits » ouverts 24 heures sur 24, les auxotrophes triomphent.
Joseph Ramoneda oui Emily O. Gouvernante, chercheurs du CEAB-CSIC, l’expliquent ainsi : « Pourquoi devraient-ils faire l’effort de fabriquer des acides aminés s’ils en ont toujours à disposition dans leur environnement ? Dans ces environnements, la stratégie de les auto-produire n’est plus un avantage. En revanche, y renoncer en vaut la peine : cela signifie dépenser beaucoup moins d’énergie et cela aide à prospérer, à proliférer dans ces environnements.
Les aliments tels que les produits laitiers ou notre intestin en sont des exemples clairs. des environnements riches en acides aminés dans lesquels triomphent les microbes auxotrophes, ceux qui ont allégé leur charge génétique en perdant, entre autres, les gènes impliqués dans l’autoproduction des acides aminés. Leur stratégie évolutive de rationalisation du génome leur donne un net avantage dans ces environnements.
Du côté opposé se trouvent les environnements avec peu de nutriments disponibles. Ici, du fait de la difficulté et/ou de la temporalité d’accès aux acides aminés essentiels, les bactéries prototrophes gagnentceux qui ont des gènes qui leur permettent de fabriquer eux-mêmes ce dont ils ont besoin pour fonctionner. C’est le cas de 80% des micro-organismesqui trouvent que l’autosuffisance est un avantage pour survivre dans des environnements où la disponibilité alimentaire est très faible.
La recherche a été réalisée avec des outils de calcul intensif. Laboratoire de biologie computationnelle CEAB-CSIC
L’ouvrage souligne également un exemple radical: un genre de bactéries qui ont des génomes très, très petits et qui nous parasitent. Il s’agit du micoplasmesqui obtiennent les acides aminés de nos cellules et sont impliqué dans de nombreuses maladies comme la pneumonie.
La meilleure La compréhension des conditions de vie idéales des microbes apportée par ces recherches présente un grand intérêt pour différents domaines, comme la santé.. Une compréhension approfondie des bactéries et de leurs liens avec l’environnement dans lequel elles vivent peut aider à développer de nouveaux médicaments pour lutter contre celles qui sont pathogènes.
* équipement de communication Centre d’études avancées de Blanes (BCEA-SCCI). Cet article est basé sur l’article : Ramoneda, J., Jensen, TBN, Price, MN et al. Distribution taxonomique et environnementale des auxotrophies bactériennes des acides aminés. Nat Commun 14, 7608 (2023).
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