Les microbes des récifs coralliens révèlent une vaste bibliothèque chimique à fort potentiel médical

Une couche cachée de la biodiversité des récifs apparaît au grand jour

Des scientifiques qui étudient les récifs coralliens du Pacifique ont mis au jour un niveau frappant de diversité microbienne qui était largement passé inaperçu, ainsi que des indices montrant que ces microbes pourraient être une source importante de composés bioactifs. Les travaux, rapportés par des chercheurs impliqués dans le consortium Tara Pacific et mis en avant par l’Université de Galway, suggèrent que les récifs renferment un inventaire biochimique bien plus profond que ne le laisserait supposer la seule vie marine visible.

L’étude a examiné des échantillons de microbiome provenant de 99 récifs coralliens répartis sur 32 îles du Pacifique. À partir de ces échantillons, les chercheurs ont reconstruit les génomes de 645 espèces microbiennes, et plus de 99% n’avaient jamais été décrites génétiquement auparavant. À elle seule, cette découverte constitue déjà un résultat majeur en matière de biodiversité. Mais l’intérêt scientifique va plus loin: nombre de ces microbes associés aux coraux semblent porter l’outillage génétique nécessaire à la production de composés naturels susceptibles d’avoir une valeur médicale ou industrielle.

Chaque espèce de corail abrite ses propres partenaires microbiens

L’un des constats les plus nets est que les espèces de corail ne partagent pas simplement un microbiome générique de récif. Au contraire, chaque hôte entretient sa propre communauté microbienne spécialisée. Cela signifie que les récifs coralliens ne sont pas seulement des structures écologiques construites par des animaux et des algues. Ce sont aussi des habitats microbiens élaborés, dont la chimie peut varier d’un hôte à l’autre de façon que les scientifiques commencent à peine à cartographier.

Cette observation compte parce que les microbes sont souvent de très prolifiques chimistes. Beaucoup des composés les plus utiles en médecine et en biotechnologie proviennent du métabolisme microbien ou d’efforts pour l’imiter. Dans le système récifal étudié ici, les bactéries associées contenaient, selon le texte source, une gamme plus large de clusters de gènes biosynthétiques que ce qui a été enregistré ailleurs dans l’océan. Ces clusters sont les instructions génétiques que les organismes utilisent pour fabriquer des composés naturels.

Pourquoi la chimie se distingue

• Les espèces microbiennes sont en grande partie nouvelles pour la description génétique.
• Leur association avec des hôtes coralliens spécifiques suggère des rôles écologiques spécialisés.
• Les clusters de gènes biosynthétiques identifiés indiquent une capacité étendue à produire des molécules biologiquement actives.

De la découverte de biodiversité à la possibilité biomédicale

Il faut éviter de surinterpréter ce que l’étude démontre. Les chercheurs n’ont pas annoncé un nouveau médicament. Ils ont identifié une carte de prospection moléculaire: un ensemble d’organismes et de voies génétiques jusque-là inconnus qui pourraient contenir des composés utiles pour de futures découvertes de médicaments ou pour le développement biotechnologique. C’est déjà un résultat important, car la découverte en phase initiale dépend souvent de la mise au jour de systèmes biologiques inhabituels où une chimie nouvelle a des chances d’exister.

Le microbiome des récifs apparaît désormais comme l’un de ces systèmes. Si les gènes sous-jacents peuvent être reliés à des métabolites précis puis testés, ils pourraient produire des composés pertinents pour la recherche antimicrobienne, les travaux anti-inflammatoires ou d’autres applications biomédicales. Même si seule une petite fraction s’avère utile, l’ampleur de la diversité nouvellement caractérisée suggère que l’espace de recherche est immense.

L’étude met aussi en lumière un déséquilibre bien connu en science: la biodiversité visible a été bien plus largement cataloguée que la biodiversité microbienne. Les récifs coralliens sont souvent décrits comme les forêts tropicales de la mer en raison de l’abondance de poissons et d’invertébrés qu’ils abritent. Cette recherche ajoute une nouvelle couche à cette analogie en montrant que les récifs peuvent aussi fonctionner comme des zones d’innovation microbienne densément peuplées.

La conservation prend une nouvelle dimension

L’angle biomédical renforce les enjeux du déclin des coraux. La conservation des récifs est généralement défendue pour des raisons écologiques, climatiques ou économiques, comme la pêche et le tourisme. Ces arguments restent solides, mais ce travail en ajoute un moins évident: détruire les récifs peut aussi anéantir des possibilités biochimiques avant même qu’elles aient été identifiées.

Parce qu’une grande partie des espèces microbiennes de l’étude étaient auparavant inconnues, la disparition des habitats récifaux pourrait effacer des pans entiers de la chimie naturelle de la portée scientifique. Cela ne veut pas dire que chaque microbe corallien sera une future thérapie. Cela signifie que les chances de trouver des composés rares et utiles diminuent lorsque les habitats qui les produisent se dégradent.

L’implication plus large est que conservation et découverte ne sont pas des agendas séparés. Dans des écosystèmes comme les récifs coralliens, protéger la biodiversité peut aussi vouloir dire protéger de futures pistes de recherche en médecine et en industrie. Pour les décideurs et les financeurs, cela rend la science des récifs plus difficile à considérer comme un simple sujet marin de niche. Elle fait aussi partie de la longue chaîne de l’innovation.

Une frontière à peine explorée

Le principal accomplissement de l’étude n’est pas seulement d’avoir trouvé davantage de microbes. Elle a montré que les récifs coralliens abritent un monde microbien hautement structuré, d’une remarquable nouveauté génétique et doté d’un potentiel biosynthétique inhabituel. Cette combinaison donne aux récifs une valeur scientifique à la fois fondamentale et pratique.

Pour l’instant, la conclusion la plus solide est que les microbiomes coralliens représentent un vaste réservoir de chimie encore largement inexploré. Les prochaines étapes dépendront de la traduction des indices génomiques en composés identifiés et en fonctions testées. Mais même avant cela, le message est clair: l’une des frontières moléculaires les plus prometteuses de l’océan pourrait avoir été là, dans les récifs coralliens, depuis le début.

Cet article s’appuie sur une couverture de Science Daily. Lire l’article original.