Une étude de l’UC Berkeley révèle que des algues ont parasité des cellules de corail pour construire des récifs

Les récifs coralliens pourraient ne pas devoir leur existence à une fusion coopérative entre algues et corail, mais à un vol cellulaire. Une équipe de recherche de l'UC Berkeley a publié des résultats dans la revue Cell montrant que les algues ont colonisé le corail en parasitant les lysosomes — les compartiments digestifs à l'intérieur des cellules — plutôt que d'être absorbées dans des structures spécialisées comme les scientifiques l'avaient longtemps supposé.

Renversement d'une hypothèse de longue date

L'étude, dirigée par Phillip Cleves, professeur adjoint de biologie moléculaire et cellulaire à Berkeley, remet en question l'idée dominante selon laquelle les coraux absorbaient les algues dans des compartiments appelés symbiosomes, selon un processus analogue à la façon dont les mitochondries et les chloroplastes sont devenus des éléments permanents des cellules animales et végétales. Au lieu de cela, les chercheurs soutiennent que les algues dinoflagellées ont évolué pour résister aux enzymes digestives à l'intérieur des lysosomes et ont transformé ces compartiments hostiles en foyers.news.berkeley+1

« Les parasites trompent essentiellement les cellules pour qu'elles fassent ce qu'ils veulent. C'est ce que je pense qu'il se passe ici », a déclaré Cleves. « Les algues détournent les centres nutritifs des cellules et agissent comme de la nourriture qui n'est jamais digérée parce qu'elles peuvent fixer le carbone et produire du glucose grâce à la photosynthèse. Je vois cela comme un bonbon éternel. »phys

Une fois établies à l'intérieur du lysosome, les algues absorbent le carbone de la cellule hôte et libèrent du glucose produit par la photosynthèse, nourrissant le corail en retour. Cet échange a permis aux coraux de prospérer dans les eaux tropicales pauvres en nutriments et de construire les systèmes récifaux qui soutiennent environ un quart de toutes les espèces marines.phys

Des expériences génétiques révèlent le mécanisme

En utilisant des coraux élevés dans une pépinière d'eau salée personnalisée au Koshland Hall de Berkeley, l'équipe a isolé la membrane du symbiosome chez des anémones et a identifié environ 200 protéines, dont beaucoup se trouvent normalement dans les lysosomes. Des expériences d'inactivation ont montré que plusieurs protéines lysosomales sont nécessaires à la survie des algues à l'intérieur de ces compartiments.phys

Le chercheur postdoctoral Shumpei Maruyama et l'étudiante en doctorat Catherine Henderson ont ensuite utilisé CRISPR pour supprimer un transporteur de bicarbonate chez le corail constructeur de récifs Galaxea fascicularis, démontrant qu'il est essentiel à la symbiose. Ce transporteur fournit du dioxyde de carbone aux algues, permettant à la photosynthèse de se poursuivre même au plus profond d'une cellule corallienne.sciencedirect+1

« Nous montrons maintenant que le symbiosome est en fait un type de phagolysosome, ce qui est profond », a déclaré Cleves. « Nous pensons que ce détournement du phagolysosome nous explique pourquoi ces algues sont si promiscuous dans l'évolution de nouvelles symbioses avec les coraux, les anémones, les méduses, les palourdes et même les vers plats. »phys

Implications pour le blanchissement des coraux

Comme les lysosomes sont conservés chez tous les animaux, cette découverte suggère que les algues n'avaient besoin que d'évoluer pour résister à la digestion afin de coloniser un large éventail d'hôtes marins — expliquant pourquoi la famille de symbiotes Symbiodiniaceae apparaît dans des organismes allant des coraux aux palourdes. Ces travaux ouvrent également une nouvelle voie de recherche sur le blanchissement des coraux : le dysfonctionnement des protéines symbiosomales pendant le stress thermique pourrait entraîner la rupture de la relation qui maintient les récifs en vie.phys