Comment les bactéries et les phages évoluent conjointement
La «course à l'armement» de l'évolution entre les parasites et leurs hôtes peut avoir des conséquences à grande portée pour l'écologie, l'agriculture et la médecine. Cela est particulièrement vrai pour des bactéries et bactériophages qui infectent et se répliquent à l'intérieur d'eux. Les phages sont omniprésents dans la nature et sont employés en tant qu'antibiotiques, alors que les bactéries jouent un rôle crucial dans la fonction des écosystèmes. Le projet SOILCOEV («Coevolution between bacteria and phages in soil: Ecological and genetic bases of its specificity») s'est penché sur comment la relation évolutive entre les bactéries et les phages est maintenue. Deux approches différentes ont été utilisées afin d'étudier comment l'hôte et le parasite évoluent ensemble dans l'environnement naturel. Les scientifiques ont inoculé et étudié un écosystème stérilisé et simplifié (couramment appelé microcosme). Cela a été effectué à l'aide d'un système évolutionnaire bien compris Pseudomonas fluorescens SBW25 et un phage associé virulent, avec et sans la communauté microbienne naturelle. Les résultats ont indiqué que la variation génétique n'était pas limitée par le manque d'évolution comme l'environnement du sol, la présence de phages et la communauté microbienne agissent pour renforcer la sélection. Les chercheurs ont également étudié la façon dont les phages interagissent avec le reste de la communauté microbienne et virale naturelle dans le sol afin de mener l'évolution de P. fluorescens SBW25. Après 48 jours, les taux de mutation de P. fluorescens ont été examinés, en révélant que les interactions entre les virus et le reste de la communauté microbienne du sol ont joué un rôle mineur dans le cours de l'évolution. D'autres expériences entre le type sauvage et les bactéries «mutatrices» dans le sol ont suggéré que d'autres facteurs dans l'environnement du sol pourraient être responsables de la sélection avec des taux de mutation relativement faibles. Ces résultats pourraient expliquer pourquoi les bactéries à taux de mutation élevés existent dans le sol à des fréquences relativement faibles, mais à des fréquences beaucoup plus élevées dans le laboratoire et les infections cliniques. Une disponibilité des ressources accrue a conduit à une plus grande résistance bactérienne aux phages, mais sans croissance au niveau de l'infectiosité des phages ou un changement dans la co-évolution. Autrement dit, les phages pourraient être moins efficaces dans le contrôle des densités et communautés bactériennes dans des environnements stables avec des niveaux élevés de ressources. SOILCOEV a fourni de précieuses informations sur la façon dont les bactéries et les phages évoluent ensemble dans des environnements naturels. Cela donnera aux scientifiques une meilleure compréhension de la relation entre les hôtes et leurs parasites au niveau microbien.
Mots‑clés
Pseudomonas fluorescens, SBW25, parasite, hôte, bactéries, phage, coévolution, environnement du sol, communauté microbienne
