Des chercheurs ont découvert des bactéries symbiotiques à l'intérieur d'insectes planthopper dotées des génomes les plus petits jamais enregistrés pour un organisme, mesurant aussi peu que 50 000 paires de bases. Ces microbes, qui ont co-évolué avec leurs hôtes pendant environ 263 millions d'années, brouillent la frontière entre bactéries indépendantes et organites cellulaires comme les mitochondries. Ces résultats mettent en lumière une réduction extrême du génome chez les symbiontes fournisseurs de nutriments.
Les planthoppers, insectes qui se nourrissent exclusivement de sève de plantes, dépendent de bactéries symbiotiques logées dans des cellules abdominales spécialisées pour obtenir des nutriments essentiels absents de leur régime sucré. Au fil de millions d'années, ces bactéries ont subi un réaménagement génétique important, devenant entièrement dépendantes de leurs hôtes. Une équipe dirigée par Piotr Łukasik à l'Université jagellonne de Cracovie, en Pologne, a examiné 149 planthoppers de 19 familles. En extrayant et en séquençant l'ADN des tissus abdominaux des insectes, ils ont reconstruit les génomes de deux symbiontes : Vidania et Sulcia. Les résultats ont montré des génomes de moins de 181 000 paires de bases de longueur, certaines souches de Vidania n'en comptant que 50 000 — surpassant l'ancien détenteur du record, Nasuia chez les cicadelles, qui dépasse 100 000 paires de bases. Ces bactéries possèdent environ 60 gènes codant pour des protéines, comparable à certains virus, comme celui causant le covid-19 avec environ 30 000 paires de bases. Les symbiontes synthétisent principalement l'acide aminé phénylalanine, crucial pour la formation de l'exosquelette des insectes. Le groupe de Łukasik suggère que la réduction du génome peut survenir lorsque des changements dans le régime de l'hôte fournissent des nutriments alternatifs ou que des microbes supplémentaires assument d'anciens rôles. Cette réduction fait écho à l'évolution des mitochondries et des chloroplastes, descendants bactériens anciens intégrés dans les cellules eucaryotes. «Exactement où ce symbionte hautement intégré se termine et où un organite commence, je pense que c'est très difficile à dire», a noté Łukasik. «C'est une frontière très floue». Nancy Moran de l'Université du Texas à Austin, qui n'a pas participé, a convenu que les qualifier d'organites dépend de la définition, bien que des différences persistent : les mitochondries, avec des génomes de 15 000 paires de bases originaires d'il y a plus de 1,5 milliard d'années, imprègnent la plupart des cellules, contrairement à ces symbiontes spécialisés. Łukasik les voit sur un «gradient de dépendance», anticipant des exemples encore plus petits à venir. L'étude paraît dans Nature Communications (DOI : 10.1038/s41467-026-69238-x).
