Shewanella violacea
Shewanella violacea (souche-type DSS12) est une bactérie à Gram négatif découverte dans les sédiments marins de la fosse de Ryukyu à une profondeur de 5 110 m[1]. La première description de cet organisme a été publiée en 1998 par les microbiologistes japonais Y. Nogi, C. Kato et K. Horikoshi, qui ont nommé l'espèce d'après l'aspect violet qu'elle présente lorsqu'on la cultive sur du milieu de culture Marine Agar 2216 Plates[1].
| Règne | Bacteria |
|---|---|
| Embranchement | Proteobacteria |
| Classe | Gammaproteobacteria |
| Ordre | Alteromonadales |
| Famille | Shewanellaceae |
| Genre | Shewanella |
Nogi, Kato & Horikoshi, 1999
Shewanella violacea est une bactérie motile en forme de bâtonnet et possédant un flagelle[2]. Il s'agit d'un organisme anaérobie facultatif et considéré comme extrêmophile en raison de son optimum de croissance à 8 °C et 30 MPa[3]. Les chercheurs étudient cette espèce afin de mieux comprendre les mécanismes spécifiques que cette bactérie utilise afin de prospérer dans un environnement inhabituel, froid et soumis à une forte pression.
Taxonomie
Shewanella violacea appartient au genre Shewanella. L'évaluation récente de la phylogénie de Shewanella a donné lieu à une division de ce genre en deux catégories : le groupe 1 et le groupe 2. Ces catégories ont été créées à partir d'une évaluation des séquences de l'ARNr 16S ainsi qu'une comparaison des compositions en lipides de la membrane. Les espèces du groupe 1 sont pour la majorité extrêmophiles alors que celles du groupe 2 sont pour la majorité mésophiles[3]. S. violacea appartient au groupe 1 dû aux adaptations génétiques spécifiques qu'elle possède qui ont permis aux bactéries de ce groupe de prospérer à des températures extrêmement basses et à des pressions extrêmement fortes. Plus précisément, les espèces du groupe 1 contiennent un pourcentage remarquablement plus élevé d'acides gras polyinsaturés intégrés dans leurs membranes que celles du groupe 2[3].
Localisation
Des échantillons de S. violacea ont été collectés en utilisant le Shinkai 6500, un véhicule sous-marin piloté par le Centre Japonais de Sciences et Technologies Marines. Ces échantillons proviennent de la fosse de Ryukyu à une profondeur de 5 110 m. Les bactéries ont été retrouvées dans la couche la plus superficielle des sédiments marins de cet environnement[1].
Structure et métabolisme
GĂ©nome
Le génome complet de S. violacea a été séquencé avec succès en 2010 par la méthode de Sanger. La bactérie contient 4 962 103 paires de bases, 4 346 gènes codant des protéines et 169 gènes d'ARN. La bactérie contient un seul chromosome et aucun plasmide connu. Le taux de GC est de 44,7%[4]. Le génome complet est accessible en ligne sur le site du Centre Américain pour les Informations Biotechnologiques (NCBI, voir les liens externes).
Composition de la membrane
Shewanella violacea a un pourcentage anormalement élevé d'acides gras polyinsaturés (AGPI) intégrés dans ses phospholipides. Chez S. violacea, 14% des acides gras sont des acides eicosapentaénoïques (AEP), qui constituent un type spécifique d'AGPI également connu sous la dénomination 20:5ω3. Des concentrations élevées en AGPI diminuent la fluidité de la membrane et aident la bactérie à prospérer à des températures froides[3]. La fonction exacte de la composition inhabituelle en lipides qu'on trouve chez S. violacea et d'autres membres du groupe 1 n'est pas encore complètement bien comprise. Néanmoins, des quantités élevées d'AEP chez S. violacea ont été corrélées avec des taux plus élevés de division cellulaire à des hautes pressions ainsi qu'à des basses températures[5] - [6] - [7].
Conditions idéales de croissance
Shewanella violacea est psychrophile obligatoire (cryophile). Son optimum de température de croissance est de 8 °C ; elle n'est pas capable de pousser ou de se reproduire à 30 °C. S. violacea est un piézophile facultatif (barophile), ce qui signifie qu'elle est capable de prospérer dans des conditions de haute pression : elle est capable de pousser dans une gamme de conditions de pression allant de 0,1 à 70 MPa, sachant que sa pression idéale est de 30 MPa[3].
Maintenance du système respiratoire à des hautes pressions
Contrairement à beaucoup d'autres espèces de Shewanella, S. violacea possède très peu de réductases terminales pour la respiration anaérobie et de cytochromes de type c, et aucune protéine de membrane externe de réduction du Fe(III) impliquée dans la respiration[4]. On pense qu'un opéron lié à la pression joue un rôle intégral dans la régulation du système respiratoire chez S. violacea[8]. Plus spécifiquement, les chercheurs évaluent la signification des cytochromes régulés par la pression. Les cytochromes sont des hémoprotéines impliquées dans la génération de l'ATP via le transport d'électrons. S. violacea contient trois types principaux de cytochromes. Le premier, CA, est exprimé à toutes les pressures viables pour la bactérie ; le second, CB, est exprimé seulement à des pressions faibles ; enfin, le troisième, un cytochrome de type d, est exprimé seulement lorsque les cellules sont cultivées à haute pression. Le cytochrome de type d chez S. violacea constitue ainsi un moyen critique pour le système respiratoire de rester actif à des hautes pressions[2].
Voir aussi
Notes
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Shewanella violacea » (voir la liste des auteurs).
Références
- (en) Yuichi Nogi, C. Kato et Koki Horikoshi, « Taxonomic studies of deep-sea barophilic Shewanella strains and description of Shewanella violacea sp. nov. », Archives of Microbiology, vol. 170, no 5,‎ , p. 331–338 (ISSN 0302-8933 et 1432-072X, DOI 10.1007/s002030050650, lire en ligne, consulté le )
- (en) Sayaka Chikuma, Ryota Kasahara, Chiaki Kato et Hideyuki Tamegai, « Bacterial adaptation to high pressure: a respiratory system in the deep-sea bacteriumShewanella violaceaDSS12 », FEMS Microbiology Letters, vol. 267, no 1,‎ , p. 108–112 (ISSN 0378-1097, DOI 10.1111/j.1574-6968.2006.00555.x, lire en ligne, consulté le )
- (en) Chiaki Kato et Yuichi Nogi, « Correlation between phylogenetic structure and function: examples from deep-sea Shewanella », FEMS Microbiology Ecology, vol. 35, no 3,‎ , p. 223–230 (ISSN 0168-6496, DOI 10.1111/j.1574-6941.2001.tb00807.x, lire en ligne, consulté le )
- (en) Eiji Aono, Tomoya Baba, Takeshi Ara et Tatsunari Nishi, « Complete genome sequence and comparative analysis of Shewanella violacea, a psychrophilic and piezophilic bacterium from deep sea floor sediments », Molecular BioSystems, vol. 6, no 7,‎ (ISSN 1742-2051, DOI 10.1039/C000396D, lire en ligne, consulté le )
- (en) Jun Kawamoto, Takako Sato, Kaoru Nakasone et Chiaki Kato, « Favourable effects of eicosapentaenoic acid on the late step of the cell division in a piezophilic bacterium, Shewanella violacea DSS12, at high-hydrostatic pressures », Environmental Microbiology, vol. 13, no 8,‎ , p. 2293–2298 (ISSN 1462-2920, DOI 10.1111/j.1462-2920.2011.02487.x, lire en ligne, consulté le )
- Hideyuki TAMEGAI, Yuuya OTA, Minami HAGA et Hiroki FUJIMORI, « Piezotolerance of the Respiratory Terminal Oxidase Activity of the Piezophilic Shewanella violacea DSS12 as Compared with Non-Piezophilic Shewanella Species », Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, vol. 75, no 5,‎ , p. 919–924 (ISSN 0916-8451, PMID 21597190, DOI 10.1271/bbb.100882, lire en ligne, consulté le )
- (en) Jun Kawamoto, Tatsuo Kurihara, Kentaro Yamamoto et Makiko Nagayasu, « Eicosapentaenoic Acid Plays a Beneficial Role in Membrane Organization and Cell Division of a Cold-Adapted Bacterium, Shewanella livingstonensis Ac10 », Journal of Bacteriology, vol. 191, no 2,‎ , p. 632–640 (ISSN 0021-9193 et 1098-5530, PMID 19011019, DOI 10.1128/JB.00881-08, lire en ligne, consulté le )
- Kaoru Nakasone, « Piezoregulation of cytochrome bd biosynthesis in deep-sea bacterium Shewanella violacea DSS 12 », Research reports of the Faculty of Engineering, Kinki University, vol. 39,‎ , p. 11–14 (lire en ligne, consulté le )
Liens externes
- GĂ©nome complet de Shewanella violacea DSS12 sur le site du NCBI