La biodiversité noire

Retour vers le futur

On estime que la Terre abrite mille milliards d’espèces microbiennes différentes et les données récentes montrent que nous sommes loin d’avoir exploité cette biodiversité puisque moins de 0,1% de ces espèces a été identifié et cultivé [1]. La biologie synthétique et les nouvelles technologies de culture ont récemment ouvert l’accès à ce nouveau domaine du vivant. De cette matière noire microbienne, DEINOVE extrait et développe de nouveaux antimicrobiens contre les super-pathogènes.

Depuis les débuts de l’exploration du monde microbien, les scientifiques n’ont eu de cesse de réévaluer à la hausse le nombre d'espèces présentes sur Terre. Parce que l’immense majorité des microbes (bactéries, virus, algues unicellulaires, protozoaires, amibes, champignons microscopiques…) sont rares, difficiles à isoler et cultiver en laboratoire, les chercheurs sont en effet longtemps passés à côté de ce qu’ils nomment aujourd’hui la matière noire microbienne, ou biodiversité noire, en référence à la mystérieuse matière noire de l’univers. Une fois de plus la technologie a changé la donne. La métagénomique (le croisement de la microbiologie environnementale, de la science des données et du séquençage de nouvelle génération) a ainsi dévoilé l'incroyable biodiversité des écosystèmes microbiens. Elle permet désormais de capturer l’ensemble de l’information génétique présente dans un échantillon biologique et ainsi de détecter la présence de microbes sous-représentés. Les nouvelles techniques de culture ont également permis d’apprivoiser des espèces autrefois considérées comme incultivables. Ainsi, selon les dernières estimations, près d’un trillion d'espèces microbiennes peuplent notre planète.

Un nouveau domaine du vivant au potentiel métabolique quasi illimité

Reste que la biodiversité ne se réduit pas à cette multitude d'organismes vivants. Elle renvoie aussi au métabolisme propre à chaque espèce. Si les métabolites primaires (acides aminés, sucres…), indispensables à la survie de ces microorganismes, sont retrouvés quasiment à l’identique dans tout le monde vivant, les métabolites secondaires constituent un extraordinaire réservoir de biodiversité. À défaut d’être directement impliqués dans la croissance et la reproduction de la cellule, ces petites molécules lui confèrent des avantages décisifs : la capacité de se défendre contre ses congénères (antimicrobiens) ou de survivre dans des environnements hostiles comme des déserts, des source chaudes ou des milieux acides (acides organiques, enzymes…). Certains de ces métabolites sont communs à un même groupe d’espèces, d'autres sont limités à une seule espèce voire à une seule souche ou sont produits uniquement sous certaines conditions de culture ou en présence d’autres microorganismes. Comme ils ne sont pas essentiels à la survie, ils échappent en grande partie à la pression de sélection. Ils évoluent donc librement, ce qui se traduit par une très grande diversité de molécules, mais aussi des composés à la structure complexe (terpènes, alcaloïdes, polyphénols…).

À ce jour, moins de 0,1% de cette biodiversité a été exploité mais a déjà sauvé des millions de vie, notamment grâce aux antimicrobiens. Près d’un siècle après la découverte du premier antibiotique dans Penicillium notatum [2], cet arsenal a néanmoins atteint ses limites. La plupart des spécialistes considèrent désormais que la réponse se cache dans la matière noire microbienne. Aujourd’hui, DEINOVE est l’une des premières sociétés au monde à exploiter ce nouveau territoire au potentiel métabolique quasi illimité.

 

[1]Kenneth J. Locey and Jay T. Lennon, Scaling laws predict global microbial diversity, PNAS May 24, 2016 113 (21) 5970-5975

[2]Alexander Fleming, Howard Walter Florey et Ernst Boris Chain ont partagé le prix Nobel 1945 pour la découverte de la pénicilline.