Les huîtres, laboratoires vivants de l’évolution des microbes

En 5 secondes Une équipe de l’UdeM utilise l’huître comme minilaboratoire vivant pour étudier l’évolution de communautés microbiennes en pleine nature.
Les huîtres pourraient bientôt devenir des sentinelles de la santé des écosystèmes marins.

En filtrant l’eau de mer pour se nourrir, les huîtres concentrent en une zone très restreinte une grande diversité de microorganismes de leur environnement, notamment des bactéries et des virus.

À l’Institut Courtois d’innovation biomédicale, l’équipe dirigée par Frédérique Le Roux, professeure au Département de microbiologie, infectiologie et immunologie de l’Université de Montréal, s’est servie de l’huître comme d’un minilaboratoire pour suivre pendant quatre ans l’évolution de communautés microbiennes en milieu marin.

«L’huître n’est pas qu’une espèce d’élevage destinée à la consommation humaine, elle peut être aussi un outil de recherche extraordinaire pour explorer l’abondance, la diversité et les interactions de ces communautés», explique celle qui est aussi titulaire de la Chaire d’excellence en recherche du Canada en écologie, évolution et pathogénicité des microbes dans la nature.

Publiés dans la revue Nature Communications, les résultats de cette étude révèlent un paradoxe inattendu: certaines populations de bactériophages, des virus qui ne peuvent infecter que des bactéries, sont restées stables au fil des quatre années en dépit d’une activité génétique intense chez les bactéries qu’elles attaquaient.

«Malgré les pressions évolutives qui s’exercent au sein de ces communautés microbiennes, cette stabilité est surprenante dans un environnement marin ouvert, soumis aux marées et aux mouvements constants de l’eau», indique la chercheuse.

Les scientifiques s’attendaient plutôt à observer un renouvellement rapide des populations virales.

Cette découverte pourrait aider les scientifiques à mieux prédire l’évolution des communautés microbiennes dans un contexte de changements environnementaux.

Les huîtres, carrefours d’échanges génétiques

Avec des collègues de l’Institut Pasteur, de la Station biologique de Roscoff (Sorbonne Université et Centre national de la recherche scientifique) et de l’Ifremer en France, l’équipe de Frédérique Le Roux a constaté que les huîtres favorisent particulièrement des transferts horizontaux de gènes, un processus par lequel les bactéries s’échangent directement des fragments d’ADN.

Contrairement aux organismes complexes, qui transmettent leurs gènes principalement à leur descendance, les bactéries peuvent ainsi acquérir rapidement de nouvelles fonctions auprès d’autres bactéries.

«C’est un moteur d’évolution bien plus rapide que les mutations génétiques, souligne Frédérique Le Roux. Ces éléments génétiques mobiles facilitent la circulation de gènes liés à l’adaptation, à la résistance ou à la survie.»

Quatre années d’observation en milieu marin

Actuellement, la plupart des connaissances sur l’équilibre des écosystèmes microbiens proviennent d’expériences réalisées en laboratoire dans des conditions très contrôlées.

Pour comprendre comment les communautés microbiennes évoluent en milieu naturel, Jeffrey Liang, copremier auteur de l’étude et stagiaire postdoctoral dans le laboratoire de Frédérique Le Roux, a comparé des échantillons prélevés dans un même parc ostréicole de la baie de Brest, en France, à quatre ans d’intervalle. 

L’équipe montréalaise a analysé plus de 1000 bactériophages et plus de 600 génomes de Vibrio crassostreae, des bactéries marines du genre Vibrio.

Elle a ainsi constitué l’un des ensembles de données les plus complets jamais obtenus dans ce type d’écosystème marin.

Des retombées qui dépassent l’ostréiculture

Après avoir servi de laboratoires naturels pour étudier l’évolution des microbes, les huîtres pourraient bientôt devenir de véritables sentinelles de la santé des écosystèmes marins. 

Frédérique Le Roux et son équipe travaillent à la mise sur pied d’un projet visant à suivre l’évolution de certaines espèces de Vibrio dans la baie des Chaleurs, en Gaspésie, afin de mieux comprendre les effets du réchauffement climatique sur ces environnements.

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