Une levure affamée empoisonne les clones
Lorsqu'elle est privée de glucose, la levure tue ses propres clones et d'autres micro-organismes environnants pour survivre, dans un phénomène nouvellement découvert appelé "latecomer killing".
La levure n'est pas le simple micro-organisme unicellulaire que nous pensions autrefois, mais un tueur compétitif. Lorsqu'elle est privée de glucose, la levure libère une toxine qui empoisonne les autres micro-organismes qui ont pénétré dans son habitat environnant, même ses propres clones. Ce phénomène venimeux était auparavant inconnu et contribue à notre compréhension du comportement des micro-organismes unicellulaires, de l'évolution des organismes unicellulaires vers les organismes multicellulaires, tout en ayant des applications potentiellement utiles pour l'industrie alimentaire .
Il existe plus de 1 500 types de levures connus. Certaines sont essentielles pour la boulangerie et la brasserie, tandis que d'autres peuvent provoquer des infections qui affectent la santé humaine et animale.
2022 Rohan Mehra
Des cellules de levure empoisonnées par des toxines fabriquées par des cellules clonales. Les cellules mortes sont marquées à l'aide d'un colorant.
2022 Oda et. al
La fabrication du pain est devenue un nouveau passe-temps populaire pendant la pandémie, si bien qu'aujourd'hui, vous trouverez probablement un petit paquet de levure séchée caché dans de nombreux placards de cuisine. Pendant des milliers d'années, ce petit champignon vivant a été un élément essentiel de notre alimentation, nous permettant d'apprécier le pain moelleux, le vin doux et la bière mousseuse. Jusqu'à récemment, on pensait que la levure était un simple micro-organisme unicellulaire (une seule cellule), mais des chercheurs de l'université de Tokyo viennent de découvrir qu'elle possède une stratégie de survie meurtrière.
"Dans la situation critique de survie que constitue la privation de glucose, les levures libèrent des toxines dans leur habitat qui tuent d'autres micro-organismes tandis que la levure elle-même acquiert une résistance", a expliqué le professeur adjoint Tetsuhiro Hatakeyama de la Graduate School of Arts and Sciences. "Nous avons appelé ce phénomène "latecomer killing". Nous avons été encore plus surpris de constater que les toxines produites par les levures peuvent également tuer leurs clones non adaptés, de sorte qu'elles risquent de tuer non seulement les micro-organismes envahisseurs mais aussi leur propre progéniture. Un tel comportement apparemment risqué et presque suicidaire n'avait pas été trouvé auparavant dans un organisme unicellulaire ou même considéré comme existant."
Bien que les formes de comportement coopératif soient bien connues chez de nombreuses bactéries et champignons, cette recherche est la première découverte importante de la compétitivité dans les cellules clonales des organismes unicellulaires. Cette découverte a des implications importantes pour notre compréhension de l'écologie des micro-organismes, ainsi que pour expliquer pourquoi certains micro-organismes spécifiques se développent pendant la fermentation alors que d'autres ne le font pas. Pour faire cette découverte, l'équipe a cultivé des cellules clonales (c'est-à-dire dérivées de la même cellule parentale) séparément dans des conditions limitées en glucose et riches en glucose. Lorsque les cellules ont été combinées, leurs schémas de croissance ont montré que les cellules de levure qui s'étaient déjà adaptées à la privation de glucose étaient capables d'empoisonner les retardataires et de garder les ressources alimentaires pour elles-mêmes.
"Notre recherche révèle un côté étonnamment égoïste du comportement des levures", a déclaré Hatakeyama. "Le phénomène que nous avons découvert est similaire à une expérience de pensée proposée par le philosophe grec antique Carnéades de Cyrène, appelée la planche de Carnéades : Si un marin s'échappe d'un naufrage en s'accrochant à une planche capable de supporter à peine une personne, et qu'il repousse ensuite un autre marin qui le suit, sera-t-il accusé de meurtre ?" Selon les chercheurs, cette stratégie pourrait permettre aux levures d'éviter une famine massive de la population, tout en favorisant la sélection d'une descendance productrice de toxines, plus susceptible de poursuivre sa lignée. Cette stratégie a été observée chez plusieurs types de levure différents - initialement prélevés dans la bière, le pain et le vin - ce qui pourrait signifier que ce phénomène se produit plus largement chez cette espèce diversifiée.
Cette découverte pourrait servir à mettre au point des mécanismes utiles de contrôle de la croissance pour des espèces de levures importantes sur le plan économique, telles que celles utilisées dans l'industrie alimentaire . Bien qu'elle ne soit pas incluse dans cette étude, elle pourrait également ouvrir la voie à un meilleur contrôle des types de levures qui peuvent avoir des effets négatifs sur la santé humaine et animale. L'équipe aimerait ensuite explorer les implications de cette découverte pour l'évolution des cellules. "Pour le développement d'organismes multicellulaires, il faut non seulement une activation mutuelle de la croissance cellulaire, mais aussi une inhibition mutuelle de la croissance cellulaire ou de la mort cellulaire programmée dans les cellules clonales", explique Hatakeyama. "On sait que les champignons tendent plus facilement que d'autres organismes vers une transition évolutive entre l'unicellularité et la multicellularité. Nous aimerions donc élucider la relation entre la mort des retardataires et l'évolution des organismes multicellulaires. Nous espérons que cette recherche apportera une contribution significative à notre compréhension du développement des écosystèmes et des transitions évolutives."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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