hétérocystes

Les hétérocystes sont des cellules spécialisées présentes dans certaines cyanobactéries filamenteuses, comme Anabaena, Nostoc et certains genres apparentés. Elles se forment par différenciation des cellules végétatives lorsque l’azote combiné est insuffisant et sont disposées le long du filament à des intervalles réguliers.

Sur le plan morphologique et physiologique, les hétérocystes possèdent une paroi épaissie et une enveloppe glycolipidique qui limitent fortement la diffusion de l’oxygène, créant ainsi un environnement microaérobique propice à la fixation du diazote. Ils manquent de photosystème II, ce qui réduit la production d’oxygène. Leur métabolisme est adapté à la fixation de l’azote et à l’utilisation des ressources fournies par les cellules végétatives; les hétérocystes reçoivent des carbone et des cofacteurs énergétiques des cellules voisines et, en échange, libèrent des formes azotées (principalement de l’ammonium) qui nourrissent les cellules vegetatives.

Leur développement et leur imbrication font intervenir des mécanismes génétiques complexes. Le déclenchement de la différenciation est lié à la privation d’azote et implique des régulateurs tels que hetR et NtcA, avec des facteurs supplémentaires comme hetP, hetN et d’autres éléments du réseau de régulation. La répartition spatiale des hétérocystes est contrôlée pour maintenir un équilibre entre les cellules fixant l’azote et celles réalisant la photosynthèse.

Rôle écologique et applications: les hétérocystes jouent un rôle clé dans le cycle de l’azote des écosystèmes aquatiques et terrestres en fournissant du diazote utilisable par les communautés microbiennes et les plantes associées. Ils sont étudiés pour leurs potentialités en biofertilisation et en biotechnologies liées à la fixation de l’azote.