Comment l’homme a transmis l'acné à la vigne

De nombreux organismes, l’homme y compris, hébergent différentes communautés de micro-organismes qui vivent sur et dans notre corps. La plupart sont des bactéries et avec le temps, certaines s'adaptent pour vivre avec et dépendre si intimement de leurs hôtes qu’ils leur serait presque impossible de vivre sans eux. Cependant, dans certains cas rares, elles peuvent s'adapter à un hôte différent, de la même façon que d'autres organismes peuvent s'adapter à un nouvel écosystème. Jusqu'ici, ce phénomène a principalement été observé entre des hôtes très proches. Par exemple, des bactéries dépendant d'une espèce d'insecte peuvent être transmises à une autre espèce d'insecte et s’y adapter.

Propionibacterium acnes (P. acnes) est une bactérie vivant en étroite relation avec l’homme, habituellement sur notre peau, et pouvant être à l’origine de poussées d'acné. Dans cette étude, les auteurs ont découvert la présence d’une souche de P. acnes bien loin de son hôte humain habituel, mais au contraire bien adaptée à vivre sur une plante, la vigne (Vitis vinifera L.). C’est la détection du matériel génétique de la bactérie, c’est-à-dire de son ADN, au sein d’un échantillon d’ADN de vigne, qui a permis son identification. D'autres tests ont alors été effectués pour vérifier que la présence de l’ADN de P. acnes n'était pas due à une contamination des échantillons par l’homme au cours de leur manipulation, ce qui est la cause la plus fréquente de tels résultats. En utilisant une technique appelée « hybridation in situ par fluorescence » (ou FISH), les auteurs ont pu visualiser directement la bactérie P. acnes à l'intérieur des tissus de la vigne: ils ont marqué l'ADN de P. acnes avec une molécule fluorescente, rendant ainsi les bactéries lumineuses en cas d’irradiation avec un laser, et donc faciles à repérer au microscope. Il s'agit du premier transfert d'hôte bactérien jamais signalé entre l’homme et une plante.

Une fois la réalité de la présence de la bactérie P. acnes sur la vigne confirmée, les chercheurs se sont demandé si les souches de P. acnes retrouvées chez l’homme et la vigne étaient différentes, et si oui, de quelle façon étaient-elles liées; si la souche présente chez la vigne s’était adaptée à son hôte végétal; et quand et comment les deux souches avaient-elles commencé à avoir des hôtes différents.

La comparaison de la séquence d'un gène ribosomique des souches de P. acnes présentes chez l'homme et chez la vigne a démontré que ce sont en fait des souches différentes. Sur la base de ces données, la nouvelle souche a été appelée P. acnes de type Zappae (ou P. Zappae pour faire plus court), en l'honneur de l'excentrique compositeur Frank Zappa. Cependant, lorsque les chercheurs ont répété leurs comparaisons de séquences d’ADN dans le cas de deux autres gènes, P. Zappae ne semblait cette fois pas différente de P. acnes, contrairement aux résultats précédents. Les auteurs soutiennent que ces différences de résultats sont dus à un processus évolutif appelé tri incomplet des lignées. Ce phénomène a lieu lorsque les séquences d’ADN de différentes souches n'ont pas (encore) totalement divergé: certains gènes sont alors encore pratiquement identiques chez les deux espèces tandis que d'autres diffèrent substantiellement. Ce phénomène est notamment typique en cas d’événements de diversification récents.

L’un des gènes étudiés, appelé recA, présente un curieux modèle d'évolution chez P. Zappae: sa séquence a évolué très rapidement, ce qui arrive souvent lorsque les gènes ne sont plus utiles à l’organisme. Des études antérieures ont demontré que le gène recA est souvent inutilisé chez les bactéries ayant évolué en endosymbiontes. Dans ce cas, non seulement les bactéries et l'hôte se nourrissent les uns des autres, mais les bactéries vivent en fait réellement à l’intérieur des cellules de l’hôte! Chez l'homme, P. acnes n'est pas un endosymbionte. Cela pourrait donc dire que P. Zappae s’est adaptée à son hôte végétal.

Enfin, en utilisant le taux de variation de la séquence d'ADN du gène recA pour estimer sa vitesse d'évolution, les auteurs ont pu calculer l'âge de la souche P. Zappae. En utilisant plusieurs méthodes d'analyse pour être sûrs de leurs résultats, les auteurs ont constaté qu’elle est apparue il y a environ 7.500 à 6.300 ans, période à laquelle les hommes ont commencé à cultiver la vigne.

Sur la base de ces résultats, ils concluent qu’il y a environ 7000 ans, les hommes ont transmis P. acnes à la vigne en la cultivant. Cette souche s’appelle désormais P. Zappae, une version de P. acnes qui a réussi à s'adapter à un hôte très différent.

Traduit par Dr. Margot Riggi, Scientific Editor, TheScienceBreaker