PUBLICATION SOUS EMBARGO JUSQU'AU 28 mai 2012 - 21 heures

A Grenoble, le 25 mai 2012

COMMUNIQUE DE PRESSE

Une expérience unique au monde pour étudier l'évolution

révèle la dynamique du maintien de la diversité bactérienne

Des chercheurs du Laboratoire adaptation et pathogénie des micro-organismes (LAPM - CNRS / Université Joseph Fourier - Grenoble) viennent de montrer que la co-existence au long terme de populations bactériennes, plutôt que de résulter d'une divergence initiale suivie d'un équilibre stable, est plutôt liée à une succession d'étapes évolutives et donc à des interactions dynamiques entre les populations. Ces résultats viennent d'être publiés dans l'édition de la revue internationale PNAS1 du 28 mai 2012. La diversification bactérienne est un processus important de santé publique puisqu'elle est à l'origine de l'émergence de bactéries pathogènes ou multi-résistantes aux antibiotiques. Comprendre les mécanismes du maintien de cette diversité est nécessaire pour améliorer la lutte contre ces micro-organismes.

A l'origine de ces travaux, une expérience unique au monde, conduite depuis février 1988 dans un laboratoire de Michigan State University, sous la houlette de Richard Lenski, avec qui les chercheurs grenoblois ont établi une collaboration fructueuse depuis de nombreuses années. Des populations bactériennes ont été initiées à partir d'une cellule unique d'Escherichia coli (« l'ancêtre ») et sont cultivées nuit et jour, 365 jours par an depuis 1988. Les chercheurs effectuent des prélèvements à intervalles réguliers dans ces populations, et les conservent, ce qui permet d'obtenir de véritables archives fossiles vivantes et donc d'analyser leur évolution. Au cours de cette longue expérience qui représente aujourd'hui plus de 50 000 générations (ce qui, à l'échelle humaine, correspond à près de deux millions d'années), une diversification s'est produite dans une population, deux lignées distinctes de bactéries ayant émergé à partir de l'ancêtre et co-existant depuis des dizaines de milliers de générations. La première étape d'une spéciation (apparition de deux espèces) est en marche...

« Généralement, les organismes apparentés d'un point de vue évolutif occupent des niches écologiques similaires. Il en résulte une compétition intense, qui peut mener à l'extinction de certains d'entre eux, mais également être à l'origine de nouvelles capacités conduisant à une divergence écologique des différents organismes. Une co-existence peut alors s'établir, avec l'établissement de populations différentes mais qui interagissent entre elles. La dynamique au long-terme de cette co-existence est peu connue, malgré son importance au niveau évolutif puisqu'elle peut conduire à un événement de spéciation. A une extrême, une stabilisation des populations, qui vont alors occuper des niches distinctes, peut se produire. A l'autre extrême, des phases répétées d'évolution peuvent s'établir de façon dynamique. » explique Dominique Schneider, Professeur à l'Université Joseph Fourier, chercheur en microbiologie moléculaire et évolution.

L'opportunité unique de cette expérience d'évolution, permet de disposer de tous les intermédiaires évolutifs sur des dizaines de milliers de générations, afin d'analyser la dynamique de l'émergence et du maintien d'un polymorphisme bactérien. Deux lignées de bactéries sont apparues à partir d'une cellule ancêtre, et présentent ensuite de nombreuses interactions mutuelles qui continuent à être modifiées au cours d'une véritable danse évolutive. Ces résultats sont particulièrement importants dans le contexte de la diversification bactérienne au cours des processus infectieux.

Contact chercheur : Dominique Schneider, Professeur Université Joseph Fourier 
[email protected]

Contact presse : Muriel Jakobiak - Responsable communication Université Joseph Fourier
0476514498/0671069226 - [email protected]

              Ecological and evolutionary dynamics of coexisting lineages during a long-term experiment with Escherichia coli

Mickaël Le Gaca,b, Jessica Plucaina,b, Thomas Hindréa,b, Richard E. Lenskic,d and Dominique Schneidera,b

a Laboratoire Adaptation et Pathogénie des Microorganismes, Université Joseph Fourier, Institut Jean Roget, F-38041 Grenoble, France;

b CNRS UMR5163, F-38041 Grenoble, France;

c Department of Microbiology and Molecular Genetics, Michigan State University, East Lansing, Michigan 48824;

d BEACON Center for the Study of Evolution in Action, Michigan State University, East Lansing, Michigan 48824