ARCHÉES ASGARD

Les Archées, l’un des trois domaines du monde vivant – les deux autres étant les Bactéries et les Eucaryotes –, sont des micro-organismes unicellulaires et dépourvus de noyau extrêmement diversifiés. Leur mise en culture permet de les étudier et de les caractériser, montrant qu’elles présentent des formes et des métabolismes très variés. À partir de 2010, l’essor de la métagénomique (isolement direct de gènes à partir d’un échantillon de sol, d’eau...) a permis d’identifier un grand nombre d’archées que l’on ne savait pas cultiver. Plusieurs d’entre elles ont été classées dans un grand groupe (superphylum) appelé Asgard, qui a acquis une certaine notoriété. En effet, de nombreux scientifiques pensent que ces archées Asgard seraient les ancêtres des Eucaryotes, donc nos ancêtres directs. D’autres pensent que ce n’est pas le cas, mais qu’elles auraient côtoyé nos ancêtres, pouvant ainsi témoigner de notre histoire la plus ancienne.

La métagénomique et la diversité des archées

Depuis les années 2000, notre connaissance de la diversité microbienne a été bouleversée par les approches dites de « métagénomique ». La possibilité de séquencer massivement tout l’ADN présent dans un environnement donné à moindre coût grâce à la technique du séquençage à haut débit a permis de reconstituer, par des méthodes informatiques, les génomes d’organismes que l’on n’avait encore jamais réussi à cultiver. Les génomes ainsi obtenus, appelés MAG (metagenome-assembledgenomes), ne sont pas parfaits, l’assemblage par ordinateur des séquences d’ADN pouvant comporter des erreurs, mais ils permettent de se faire une assez bonne idée du métabolisme de ces organismes et de leur position dans l’arbre du vivant. Dans les années 1990, l’essor de l’écologie moléculaire avait déjà permis de mettre en évidence de nombreuses lignées évolutives jusque-là inconnues chez les Bactéries et les Archées. Cette approche était fondée sur le séquençage spécifique des gènes codant pour les molécules d’ARN ribosomique 16S (appelées ARNr 16S) dans un environnement donné. Cette molécule est en effet présente chez tous les êtres vivants possédant des ribosomes, ces éléments (organites) cellulaires qui fabriquent les protéines. Contrairement à la métagénomique, cette méthode ne permet donc pas de reconstituer des génomes, mais elle rend possible le positionnement des micro-organismes codant pour ces ARNr 16S dans les classifications (phylogénies) moléculaires d’ARNr 16S déjà disponibles.

Des lignées d’archées très éloignées sur le plan évolutif de celles déjà connues ont ainsi été découvertes dans presque tous les environnements terrestres et marins testés. Quelques laboratoires ont alors engagé des programmes de recherche pour essayer d’isoler les organismes appartenant à ces lignées mystérieuses. Certains d’entre eux ont finalement été isolés et décrits, comme les Thaumarchées, dont le premier membre a été cultivé en 2005. Jouant un rôle essentiel dans le cycle de l’azote sur notre planète, les Thaumarchées sont présentes aussi bien dans les sols cultivés ou naturels que dans les environnements lacustres, dans certaines sources chaudes ou encore sur notre peau. Mais un grand nombre de ces nouvelles lignées, uniquement connues au travers de leurs ARNr 16S, sont restées réfractaires à la mise en culture, ce qui n’a pas permis de les étudier.

À défaut de pouvoir les cultiver, de nombreux laboratoires se sont lancé à partir de 2010 dans la reconstruction par métagénomique des génomes de ces archées invisibles. Depuis cette date, les génomes correspondant à plusieurs dizaines de nouvelles lignées d’archées ont pu être reconstruits et leurs séquences analysées. Certaines de ces nouvelles lignées se sont révélées proches des Thaumarchées, telles que les Aigarchées et les Bathyarchées,[...]