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Saviez-vous que les micro-organismes ont toutes sortes de couleurs ? Du rouge chaud d’une levure comme Sporobolomyces salmonicolor au vert frais de l’algue Chlorella vulgaris, en passant par le brun huileux de la diatomée Phaeodactylum tricornutum et même le violet vibrant de la bactérie Rhodospirillum rubrum, les micro-organismes affichent un arc-en-ciel de couleurs variées. Cela est dû à des processus cellulaires particuliers ou à la création de pigments spéciaux. Découvrez ces pigments microbiens. |
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| Bactéries | Cyanobactéries | Diatomées | Plasmides | |
Bactéries
Aliivibrio fischeri (LMG 4412)
Aliivibrio fischeri est une bactérie omniprésente dans les environnements marins subtropicaux et tempérés. Cette bactérie émet une lumière bleue par une réaction chimique appelée bioluminescence, qui implique l'oxydation d'une molécule appelée luciférine en présence de l'enzyme luciférase.
Cette espèce bioluminescente est communément trouvée dans les organes lumineux de divers organismes marins, tels que le calmar hawaïen. La lumière produite par ce micro-héros remplit diverses fonctions pour l'organisme hôte, tels que le camouflage, l'attraction des proies et la communication. En permettant au calmar d'adapter la luminosité de son corps à celle de l'eau qui l'entoure, il évite d'être détecté par les prédateurs.
Cyanobactéries
Les cyanobactéries se distinguent par leur gamme vibrante et diversifiée de pigments, qui ont des fonctions essentielles, contribuant à leur survie.
Chlorophylle
La chlorophylle est le pigment le plus connu de ce groupe. Comme chez les plantes, elle permet de capter l'énergie lumineuse et de la convertir en énergie chimique par photosynthèse, comme dans cette culture de Nostoc (ULC 760).
Caroténoïdes
Les cyanobactéries contiennent également des caroténoïdes, responsables des teintes orange/rouge/jaune souvent observées dans les fleurs d'eau. Ces pigments contribuent non seulement à l'absorption de la lumière, mais assurent également une protection contre l'excès de lumière. On peut l'observer dans cette culture de Calothrix (ULC 003).
Phycobilines
Les phycobilines sont un autre groupe de pigments que l'on trouve chez les cyanobactéries. Elles comprennent la phycocyanine (bleue chez Arthrospira ULC 445, à gauche), l'allophycocyanine (jaune/orange) et la phycoérythrine (rouge chez Leptolyngbya ULC 764, à droite), qui jouent un rôle crucial en captant l'énergie lumineuse et en la transférant aux molécules de chlorophylle pour la photosynthèse.
La diversité des pigments des cyanobactéries n'est pas seulement un spectacle visuel, c'est aussi une adaptation qui permet à ces micro-organismes d'habiter un large éventail de niches écologiques. De l'eau douce aux environnements marins, et des eaux de surface aux cheminées thermales des grands fonds, les pigments des cyanobactéries jouent un rôle essentiel dans leur capacité à exploiter l'énergie lumineuse, à survivre et à contribuer aux écosystèmes de la planète.
Diatomées
Haslea ostrearia (DCG 1054)
Les huîtres à branchies vertes sont considérées comme un mets rare, d'une couleur émeraude éclatante et d'un goût particulier. Cette coloration est due à un pigment bleu soluble dans l'eau, la marennine, produit par la diatomée Haslea ostrearia.
Haslea ostrearia est une diatomée thychopélagique/benthique de forme pennée. Au moins 4 autres espèces d'Haslea ont été découvertes qui forment le pigment marennine (H. ostrearia, H. silbo, H. provincialis, H. nusantara) ou un pigment semblable à la marennine (H. karadagensis). On les trouve principalement dans l'hémisphère nord. Ce pigment bleu unique présente un intérêt dans de nombreux domaines, allant de la cosmétique à la recherche sur le cancer.
Un pigment bleu qui peut être récolté à partir d'algues semblerait plus rentable que de l'obtenir à partir de plantes et de devoir traiter les déchets organiques restants. Toutefois, la culture à grande échelle et durable de ces diatomées reste un défi. Sûre d'être une jolie couleur, la marennine s'est également révélée être un antioxydant et pourrait même servir d'indicateur de pH (bleu = acide, vert = alcalin). La marennine peut également réagir au contact d'amines biogènes provenant de poissons en décomposition, telles que la putrescine, la cadavérine, la tyramine, la diméthylamine et la triméthylamine, ce qui rend le pigment intéressant pour le contrôle de la sécurité alimentaire.
Le pigment peut également agir comme un agent de non-prolifération et donc contrecarrer la croissance cellulaire. Cette action a été prouvée avec succès sur quelques lignées de cellules cancéreuses (mélanome, ovaires, côlon, rein, poumon, sein). Il s'est également avéré qu'il avait des propriétés antivirales contre le virus de l'herpès HSV1 et des propriétés antibactériennes contre l'agent pathogène Vibrio aestuarianus, mais pas un large spectre bactérien pour l'homme. Cependant, il joue toujours un rôle crucial dans la formation du microbiome entourant Haslea ostrearia, car les diatomées benthiques et les bactéries entretiennent une relation symbiotique très étroite. Cela peut également expliquer l'absence d'une variété d'autres micro-organismes pendant les efflorescences d'Haslea.
Marennine, Promising Blue Pigments from a Widespread Haslea Diatom Species Complex.
Harmful or harmless: Biological effects of marennine on marine organisms.
Haematococcus sp. (DCG 0565)
L'astaxanthine est un pigment rouge précieux produit par les espèces Haematococcus. Dans des environnements stressants, Haematococcus sp. forme des spores au repos qui contiennent beaucoup d'astaxanthine. Lorsque l'Haematococcus est consommé par les crevettes, l'astaxanthine est incorporée dans leur exosquelette, ce qui leur donne une couleur rouge. Il en va de même pour les poissons filtreurs : l'astaxanthine s'accumule dans la chair du poisson et lui donne une belle couleur rouge.
Le saviez-vous ? Les flamants roses deviennent roses parce qu'ils se nourrissent de crevettes dont le régime alimentaire est composé d'algues Haematococcus !
Plasmides
La protéine fluorescente verte (GFP)
La protéine fluorescente verte est un gène marqueur couramment utilisé en biotechnologie. Elle a été isolée à l'origine de la méduse Aequorea victoria. Lorsqu'elle est exposée à la lumière bleue, la GFP émet une fluorescence verte brillante.
Les scientifiques ont créé des protéines analogues basées sur la GFP, puis ont trouvé et créé d'autres protéines ayant des fonctions similaires. Chacune d'entre elles émet une couleur différente après avoir été exposée à une lumière d'une longueur d'onde spécifique. Les biotechnologues peuvent ainsi marquer simultanément différentes protéines cellulaires, chacune avec une protéine fluorescente différente. Le résultat est un spectacle coloré qui nous montre exactement comment une cellule est fabriquée et comment les composants cellulaires se déplacent au fil du temps.
Dans des expériences plus complexes, divers composants cellulaires peuvent être marqués au moyen d'anticorps marqués par fluorescence, ce qui signifie également que le marquage n'est plus limité aux proteïnes. Dans ce cas, le résultat est encore plus époustouflant.
