La diversité génétique du tueur d’algues menace les biocarburants

Une nouvelle analyse d’ADN a révélé une diversité génétique surprenante dans une bactérie qui représente une menace persistante pour l’industrie des biocarburants d’algues. Sous le nom évocateur de Vampirovibrio chlorellavorus, le ravageur prédateur aspire le contenu des cellules d’algues et réduit un bassin d’algues vertes productif et florissant en une cuve de boues décomposées. « Les séquences d’ADN montrent ce qui est probablement des espèces différentes, ce qui suggère une diversité beaucoup plus grande dans cette famille que ce que nous avions supposé à l’origine« , a déclaré Blake Hovde, un biologiste du Laboratoire national de Los Alamos. « Cela signifie que le traitement d’une algue nuisible peut ne pas fonctionner pour une autre, ce qui peut être un gros problème pour la culture d’algues à grande échelle à l’avenir. » L’équipe de recherche a séquencé deux souches de Vampirovibrio dans le même bassin. Les deux échantillons prélevés à un an d’intervalle provenaient d’un système de culture d’algues en plein air dans le désert de Sonoran, en Arizona, géré par Seth Steichen et Judith Brown, collaborateurs de l’Université d’Arizona. L’équipe a séquencé et analysé les génomes pour identifier les gènes impliqués dans la prédation, l’infection et la mort cellulaire des précieuses algues Chlorella que la bactérie cible. « Nos analyses génomiques ont identifié plusieurs gènes prédits qui codent pour des protéines sécrétées potentiellement impliquées dans la pathogénicité, et au moins trois ensembles apparemment complets de gènes de virulence (Vir) « , a déclaré M. Hovde. Ces gènes sont caractéristiques des bactéries qui envahissent les cellules. Les algues Chlorella étant considérées comme une source clé de biomasse exploitable pour les biocarburants et les bioproduits, il est extrêmement utile de pouvoir améliorer la compréhension fondamentale des interactions entre un pathogène bactérien unique et son hôte, a souligné M. Hovde. Les résultats de cette recherche ont un rapport direct avec le succès des projets de production commerciale d’algues à grande échelle en cours pour faire progresser la sécurité énergétique des États-Unis (biocarburants) et la production de matières premières pour l’aquaculture et de produits nutraceutiques à base d’algues. En vue de travaux futurs, l’équipe poursuit un projet avec le Joint Genome Institute pour caractériser six autres génomes d’organismes nuisibles de la même famille afin de voir si la diversité de ces organismes continue de croître, ou si les chercheurs peuvent commencer à classer ces organismes nuisibles en groupes d’espèces.

Publication : "Vampirovibrio chlorellavorus draft genome sequence, annotation, and preliminary characterization of pathogenicity determinants" in Phycological Research, https://doi.org/10.1111/pre.12392

Financement : Ce projet est une collaboration entre le Los Alamos National Laboratory et l'Université de l'Arizona. Les travaux ont été financés par l'Office de l'efficacité énergétique et des énergies renouvelables de l'Office des technologies de la bioénergie du département de l'Énergie des États-Unis.