The insecticidal potential of Bacillus cereus group strains from insect-dense regions of the United Kingdom

Les agriculteurs comptent depuis longtemps sur un allié naturel pour protéger leurs cultures : une bactérie vivant dans le sol qui produit des protéines toxiques pour les insectes mais inoffensives pour les humains. Ce guerrier microscopique, connu sous le nom de Bacillus thuringiensis, est pulvérisé dans les champs et intégré dans les semences depuis des décennies, servant de pesticide biologique le plus important au monde. Cependant, tout comme les insectes évoluent pour survivre aux sprays chimiques, ils apprennent désormais à résister à ces défenses naturelles. À mesure que les nuisibles s'adaptent, les anciens outils deviennent moins efficaces, créant un besoin urgent de trouver de nouvelles sources de puissance insecticide. Les scientifiques se tournent à nouveau vers la nature, cherant dans la nature de nouvelles souches de bactéries qui pourraient détenir les clés de la prochaine génération de protection des cultures.

Dans une étude récente, des chercheurs ont entrepris d'explorer ce potentiel en regardant dans des endroits où les insectes vivent en grand nombre. Ils se sont rendus dans trois lieux spécifiques à travers le Royaume-Uni, incluant une forêt avec de fortes infestations de coléoptères, une station de recherche agricole et des landes côtières grouillantes de chenilles de papetons de nuit. À partir du sol, des feuilles et même du corps d'insectes morts trouvés sur ces sites, l'équipe a collecté treize nouvelles souches du groupe Bacillus cereus, la famille de bactéries qui inclut le célèbre combattant de nuisibles. En utilisant le séquençage génétique avancé, ils ont cartographié le code ADN complet de chaque souche pour voir quels types d'armes elles transportaient. L'objectif était de déterminer si ces bactéries sauvages possédaient les mêmes gènes tueurs d'insectes que les variétés commerciales, ou si elles détenaient quelque chose d'entièrement nouveau.

L'enquête a révélé une riche diversité de bactéries, bien plus variée qu'un type unique de combattant de nuisibles. Les treize souches appartenaient à différentes familles génétiques et transportaient des ensembles d'instructions distincts. Cinq de ces souches se sont révélées posséder les gènes spécifiques qui produisent des protéines cristallines, les toxines mêmes qui rendent Bacillus thuringiensis efficace contre les insectes. Ces gènes n'étaient pas aléatoires ; ils semblaient correspondre aux populations d'insectes locales. Par exemple, les souches trouvées dans les zones côtières, où les noctuelles d'hiver sont abondantes, transportaient des gènes connus pour cibler les insectes de type papetons de nuit. Les souches de la forêt, où les coléoptères étaient communs, transportaient un mélange plus large de toxines, incluant celles efficaces contre les coléoptères. Cela suggère que les bactéries sont naturellement ajustées aux nuisibles spécifiques de leur environnement immédiat, évoluant pour combattre les menaces locales.

Au-delà des toxines connues, les chercheurs ont cherché quelque chose de plus évasif : les empreintes génétiques des métabolites secondaires. Ce sont des composés chimiques complexes que les bactéries produisent pour les aider à survivre et à rivaliser, agissant souvent comme des antibiotiques ou des poisons supplémentaires. L'équipe a scanné les génomes à la recherche de clusters de gènes responsables de la fabrication de ces substances. Ils ont trouvé un total de 274 de ces clusters de gènes à travers les treize souches. Ce qui était le plus frappant était que la grande majorité de ces clusters — plus de 60 pour cent — ne correspondaient à aucune usine chimique connue dans la base de données scientifique. Ils étaient entièrement nouveaux. Cela indique que ces bactéries sauvages sont capables de produire une large gamme de produits chimiques uniques que les scientifiques n'ont encore jamais vus, offrant un vaste réservoir inexploité de potentiels nouveaux insecticides.

Une des découvertes les plus intrigantes est venue d'une souche isolée d'une chenille morte. Contrairement aux autres, cette bactérie ne transportait pas les gènes de protéines cristallines standards. Au lieu de cela, elle était remplie des clusters de gènes novateurs mentionnés précédemment. Cela soulève une possibilité fascinante : l'insecte n'a peut-être pas été tué par les protéines cristallines familières, mais par l'une de ces armes chimiques inconnues. Si cela est vrai, cela signifie que les « tricheurs » du monde bactérien — les souches qui ne produisent pas les toxines communes mais qui comptent peut-être sur d'autres attaques chimiques plus puissantes — pourraient être tout aussi dangereux pour les nuisibles que les tueurs bien connus.

L'étude a également comparé ces nouvelles souches sauvages aux bactéries commerciales actuellement utilisées par les agriculteurs. Plusieurs des nouvelles souches étaient génétiquement presque identiques aux variétés commerciales, suggérant que les lignées puissantes tueuses d'insectes trouvées dans la nature sont les mêmes qui ont été cultivées pour l'agriculture. Cependant, la découverte des clusters de gènes uniques dans les autres souches suggère que la nature détient encore des secrets que l'agriculture commerciale n'a pas encore exploités. Bien que les chercheurs avertissent que plus de travail est nécessaire pour confirmer exactement ce que font ces nouvelles substances chimiques et si elles peuvent être utilisées en toute sécurité, les résultats offrent une voie claire. En regardant dans les bons endroits — spécifiquement dans des environnements où les insectes prospèrent — les scientifiques peuvent trouver des bactéries qui ne se contentent pas de mener les mêmes batailles que nos cultures, mais qui sont également armées d'armes que nous n'avons pas encore découvertes.