Jusqu'ici inconnu, un organisme fascine les biologistes, jusqu'à bouleverser leurs certitudes. Alors que la majorité des bactéries mesurent 1 à 2 micromètres, Magnetogigantoglobus mediterraneus atteint un diamètre moyen de 16 micromètres, soit presque 10 fois plus grande qu'une bactérie ordinaire. Il s'agit d'une entité sphérique, multicellulaire, et capable de s'orienter grâce au champ magnétique terrestre.
Magnetogigantoglobus
mediterraneus
Une boussole vivante dans la vase marine
Les bactéries magnétotactiques sont bien connues des microbiologistes. Ces microorganismes possèdent des magnétosomes, de minuscules cristaux magnétiques intracellulaires qui leur permettent de s'aligner sur le champ magnétique terrestre, à la manière d'une boussole. Ce dispositif leur offre un avantage précieux pour naviguer dans les gradients chimiques des sédiments.
Mais la nouvelle espèce décrite dans le cadre d'une étude pilotée par le BIAM (CEA, CNRS, Aix-Marseille Université), notamment avec le concours de l'Université de Göttingen, de Sorbonne Université et du Genoscope, dépasse tout ce que l'on connaissait jusqu'ici. Avec un diamètre de 16 micromètres, elle atteint une taille inhabituelle pour une bactérie. Surtout, elle n'est pas constituée d'une seule cellule : l'organisme forme une sphère composée d'environ 130 cellules disposées autour d'un compartiment central acellulaire. « Le compartiment semble vide. Il est néanmoins possible que ce soit un lieu d'échanges de molécules entre cellules » suppose Caroline Monteil, dernière autrice de la découverte et membre de l'équipe BEAMM au sein du BIAM., « l'ensemble fonctionne comme une entité coordonnée ».
Une découverte qui interroge l'évolution du vivant
L'enjeu scientifique dépasse la simple description d'une nouvelle espèce. « La multicellularité est généralement considérée comme une étape majeure de l'évolution, associée aux eucaryotes – plantes, animaux, champignons. Voir une bactérie adopter une organisation aussi structurée oblige à reconsidérer les trajectoires possibles du vivant », explique Elsa Turrini, doctorante et membre de l'équipe BEAMM au BIAM et première autrice de la découverte.
« Chez Magnetogigantoglobus mediterraneus, les chaînes de magnétosomes ne sont pas seulement présentes dans chaque cellule : leur organisation collective semble optimiser la réponse magnétique de l'ensemble. Autrement dit, l'orientation n'est plus uniquement individuelle, mais coordonnée à l'échelle du consortium cellulaire, pour l'aligner sur les lignes de champ magnétique de manière optimale, » poursuit-elle.
Les analyses génomiques révèlent par ailleurs de nombreux gènes spécifiques, dont certains pourraient être impliqués dans la cohésion cellulaire et la coordination fonctionnelle. Autant d'indices suggérant que des mécanismes sophistiqués d'interaction peuvent émerger chez des organismes que l'on pensait limités par leur architecture procaryote.
Explorer le vivant pour nourrir les applications futures
Cette découverte ouvre de nombreuses perspectives : les magnétosomes biologiques, synthétisés avec une précision remarquable par ces bactéries, pourraient inspirer la production de nanoparticules magnétiques en nanotechnologies, le ciblage magnétique en biomédecine et la microrobotique autonome. Sur le plan environnemental, ces bactéries semblent impliquées dans les cycles biogéochimiques du carbone, du fer et du souffre au sein des sédiments marins.