Thiomargarita magnifica

Thiomargarita magnifica est découverte en 2009 dans les eaux saumâtres d’une mangrove en Guadeloupe, par une équipe de biologistes de l'université des Antilles à Pointe-à-Pitre[1]^,[2]^,[3].

C'est au début des années 2010, qu'Olivier Gros, biologiste marin de l'université des Antilles et de la Guyane (devenue université des Antilles), découvre un étrange organisme filiforme sur des feuilles en décomposition, tombées de palétuviers rouges dans une mangrove de la Guadeloupe. Mais le chercheur pense alors avoir affaire à un champignon[4].

Cinq ans plus tard, Silvina González Rizzo, biologiste moléculaire de l'université des Antilles et membre de l'équipe d'Olivier Gros, identifie que ces filaments sont en réalité des bactéries[5]. Jean-Marie Volland, un étudiant diplômé travaillant sous la direction d'Olivier Gros (et aujourd'hui biologiste marin au Laboratoire national Lawrence-Berkeley) relève le défi de l'étudier plus avant et met au jour ses propriétés inhabituelles[6].

Thiomargarita magnifica diffère de la quasi-totalité des autres bactéries par sa taille et son organisation interne. En effet, cette bactérie en forme d'un long filament atteint une taille exceptionnelle pouvant aller jusqu'à 2 cm[7]^,[8], ce qui est environ 5 000 fois plus grand que la plupart des bactéries et dix fois plus que ce que l'on pensait imaginable pour la taille de ces organismes. Rien que sur ce point, cette découverte est exceptionnelle car les bactéries appartiennent à un monde généralement microscopique, alors qu'avec une telle taille, Thiomargarita magnifica est visible à l'œil nu. Qui plus est, cette bactérie se caractérise par une autre différence : son ADN ne circule pas librement dans son cytoplasme[6]^,[8].

Jean-Marie Volland et ses collègues mettent en avant que Thiomargarita magnifica présente des spécificités intrigantes : elle contient deux sacs membranaires, dits « pépins »[alpha 1] ou « organelles », évoquant l'organisation de cellules plus complexes[6]^,[9] ;

• l'un conserve son génome (qui est aussi d'une taille inhabituelle : onze millions de bases, abritant quelque 11 000 gènes clairement identifiables, contre habituellement quatre millions de bases et environ 3 900 gènes chez les bactéries)[6] ;
• le second, bien plus grand, occupant 73 % (65-80 %) du volume total de la bactérie, permet au contenu cellulaire de rester à proximité de l'enveloppe externe de la cellule. Les bactéries ne pouvant faire des échanges que par diffusion, une trop grande taille de cellule viendrait perturber ces échanges, limités en terme de distance. Avoir un sac rempli d'un liquide (en l'occurrence de l'eau), permet de plaquer le cytoplasme contre la paroi et donc de réduire la distance nécessaire aux échanges de la bactérie avec l'extérieur[6]^,[9]. L'épaisseur du cytoplasme reste comprise entre 1,8 et 4,8 microns. Ce schéma se retrouve chez Thiomargarita namibiensis qui dispose d'un sac composé d'eau et de nitrate[6]. C'est ce second sac et une analyse génétique qui a permis de classer la nouvelle espèce dans le genre Thiomargarita[6]^,[9].

Ces « pépins » évoquent une structure intermédiaire entre celles des procaryotes dont l'ADN est libre et celles des eucaryotes dont l'ADN est inclus dans un noyau[6].

Cette bactérie pourrait offrir de nouvelles perspectives pour l'étude du vivant. Elle pourrait être utilisée en complément des drosophiles ou des nématodes utilisées par des biologistes pour étudier des maladies infectieuses[6]^,[10].

On n'observe pas de bactéries épibiotiques à l'extérieur de la cellule ; leur « surprenante absence » pourrait s'expliquer par le fait que T. magnifica produise des composés chimiques biologiquement actifs, voire antibiotiques[10].

Des analyses phylogénétiques permettent finalement de déterminer l'appartenance de cette bactérie au genre Thiomargarita[11]. Le 23 juin 2022, la découverte est annoncée dans la revue Science[10]^,[1]^,[12].

Les découvreurs ont décidé de nommer cette bactérie du nom de Candidatus Thiomargarita magnifica. Thiomargarita signifie « perle de soufre » en latin. Le qualificatif magnifica (« magnifique ») et a été choisi par la chercheuse Silvina González Rizzo, qui a identifié T. magnifica comme une bactérie, en « référence à sa taille exceptionnelle ». Le terme Candidatus s'applique tant que le nom n'est pas encore officiellement validé par l'ICSP[10]^,[13].