Décryptage du génome d’une bactérie annamox, source d’azote atmosphérique

Un consortium européen, créé à l'initiative de Michael Wagner, du Département d’écologie microbienne de Vienne, a décrypté le génome d’une bactérie annamox, Kuenenia stuttgartiensis.

L’exploit est de taille car la bactérie n’est pas cultivable en laboratoire. Son ADN a dû être reconstitué, comme un puzzle, par réalignement des fragments d’un métagénome, mélange des génomes de bactéries de plusieurs espèces formant ensemble une biocommunauté. Ainsi, le Génoscope d’Ivry a séquencé 500 millions de nucléotides pour finalement en attribuer 4,2 millions à la bactérie.

Les bactéries annamox, pour ‘Anaerobic ammonium oxidation’, intéressent la communauté scientifique – et en particulier les océanographes, les climatologues et les spécialistes du traitement des eaux usées – pour leur capacité à convertir l’ammonium en azote gazeux, en milieu anaérobie. Elles pourraient produire 30 à 50% de l’azote atmosphérique. Par ailleurs, les bactéries annamox se sont adaptées à des environnements anoxiques très variés, des eaux océaniques profondes aux bassins des stations d’épuration.

Le génome décrypté s’est révélé étonnamment complexe : Kuenenia stuttgartiensis possède près de 200 gènes impliqués dans le catabolisme et la respiration, ce qui lui permet de respirer différents accepteurs d’électrons, par oxydoréduction. À ce titre, la bactérie peut réduire les oxydes de fer et de manganèse, grâce au formate et aux cytochromes C : l’oxygène ne lui est plus indispensable. Autre découverte d’importance : Kuenenia stuttgartiensis est apparentée aux Chlamydiae, famille de bactéries dont beaucoup sont pathogènes pour l’homme.

Pour en savoir plus :

• Marc Strous, Eric Pelletier, Sophie Mangenot, Thomas Rattei, Angelika Lehner, Michael W. Taylor, Matthias Horn, Holger Daims, Delphine Bartol-Mavel, Patrick Wincker, Valérie Barbe, Nuria Fonknechten, David Vallenet, Béatrice Segurens, Chantal Schenowitz-Truong, Claudine Médigue, Astrid Collingro, Berend Snel, Bas E. Dutilh, Huub J. M. Op den Camp, Chris van der Drift, Irina Cirpus, Katinka T. van de Pas-Schoonen, Harry R. Harhangi, Laura van Niftrik, Markus Schmid, Jan Keltjens, Jack van de Vossenberg, Boran Kartal, Harald Meier, Dmitrij Frishman, Martijn A. Huynen, Hans-Werner Mewes, Jean Weissenbach, Mike S. M. Jetten, Michael Wagner, Denis Le Paslier (2006). ‘Deciphering the evolution and metabolism of an anammox bacterium from a community genome’, Nature, 440:790-794, doi:10.1038/nature04647
• Marcel M. M. Kuypers, A. Olav Sliekers, Gaute Lavik, Markus Schmid, Bo Barker Jørgensen, J. Gijs Kuenen, Jaap S. Sinninghe Damsté, Marc Strous, Mike S. M. Jetten (2006). ‘Anaerobic ammonium oxidation by anammox bacteria in the Black Sea', Nature, 422(6932):608-611, doi:10.1038/nature01472