La thermotolérance est la capacité d'un organisme à survivre à des températures élevées. On distingue la thermotolérance basale (tolérance spontanée). de la thermotolérance acquise (tolérance après exposition à un stress thermique)..

De nombreux organismes thermotolérants sont également thermophiles (voire hyperthermophiles), c'est-à-dire qu'ils se développent mieux à des températures élevées (voire très élevées) qu'à des températures modérées. Les organismes thermophiles peuvent vivre et se multiplier entre ; ils peuvent croître entre , mais faiblement. Les organismes hyperthermophiles vivent et se multiplient à des températures supérieures à (de ) ; ils sont incapables de croître à des températures inférieures à .

Bactéries et archées La résistance des bactéries et des archées aux effets létaux des températures élevées est très variable.

Bactéries La bactérie Escherichia coli peut développer une thermotolérance par une brève exposition à un choc thermique, par exemple 15 minutes à . À la suite de cette exposition, les cellules d'E. coli deviennent résistantes à des températures plus élevées, par exemple . Chez E. coli la thermotolérance dépend de l'expression du gène dnaK, qui code une protéine de choc thermique..

Certaines bactéries sont hyperthermophiles : des phototrophes anoxygéniques (pouvant photosynthétiser et vivant sans oxygène), des cyanobactéries capables de vivre à et quelques chimiotrophes vivant dans des environnements atteignant . Thermotoga maritima et Aquifex pyrophilus, par exemple, ont un optimum de croissance à , respectivement.

Archées De nombreuses espèces d'archées sont hyperthermophiles, notamment dans les genres Pyrococcus, Sulfolobus, Thermoplasma, Thermococcus, Pyrodictium, Hyperthermus et Pyrolobus. La plus extrême en ce sens est Pyrolobus fumarii, isolée dans des fumeurs hydrothermaux de l'Atlantique, qui détient le record de température : elle ne se développe pas en dessous de et le fait jusqu'à (sous une pression très élevée). On a aussi découvert plusieurs virus thermophiles capables d'infecter ces archées.

Eucaryotes La quasi totalité des eucaryotes connus ne peuvent pas vivre à des températures supérieures à .

Unicellulaires L'amibe Incendiamoeba cascadensis, découverte en 2025 dans le parc national volcanique de Lassen (Californie du Nord, États-Unis), vit normalement à mais est encore capable de se développer et de se diviser à , un record pour les eucaryotes. À elle continue à se déplacer, et à les cellules forment des kystes dormants, capables de se réactiver à des températures plus basses...

Plantes De nombreux facteurs contribuent à la thermotolérance, notamment des molécules de signalisation comme l'acide abscissique et l'acide salicylique, et des voies de signalisation comme et la voie de ..

Les différentes voies de réponse au stress thermique concourent à augmenter la thermotolérance.. Chez les plantes, la réponse au stress thermique est par les facteurs de transcription de choc thermique (HSF, pour l'anglais heat shock [transcription] factor), bien conservés chez les eucaryotes. Les HSF sont essentiels à la capacité des plantes à la fois de détecter le stress et d'y répondre.. Ces HSF, divisés en trois familles (A, B et C), codent pour l'expression des protéines de choc thermique (HSP, pour l'anglais heat shock protein).

Les activateurs transcriptionnels HsfA1 et HsfB1 sont les principaux régulateurs positifs des gènes de réponse au stress thermique chez Arabidopsis thaliana.. La voie générale de la thermotolérance est caractérisée par la détection du stress thermique, l'activation des HSF, l'augmentation de la réponse thermique et le retour à l'état non stressé.. En 2011, une étude du stress thermique chez A. thaliana conclut que la réponse précoce est régulée par HsfA1 et la réponse prolongée par HsfA2 : les HSF de classe A régulent positivement la réponse au stress thermique, tandis que les HSF de classe B répriment l'expression des gènes HSF, les deux étant nécessaires au retour des plantes à des conditions non stressantes et à l'acquisition d'une thermotolérance..

La température moyenne et la récurrence des vagues de chaleur n'ont cessé d'augmenter au cours des , affectant le rendement de la plupart des cultures vivrières, notamment celle du blé tendre, vulnérable aux températures élevées. Des plants de blé transgéniques ont été développés, présentant une résistance au stress thermique sans incidence sur la productivité..

Animaux La limite supérieure pour les cellules humaines et d'autres cellules de mammifères se situe autour de , ce qui n'est pas très au-dessus de leur température normale de fonctionnement (entre pour les humains., pour les vaches.).

Les cellules de mammifères cultivées in vitro peuvent accroître considérablement leur tolérance aux dommages thermiques après un conditionnement thermique préalable (« fractionnement thermique »). Les mécanismes de cette thermotolérance cellulaire restent inconnus mais il est clair que l'histoire thermique, les intervalles de fractionnement thermique et les conditions de récupération modifient significativement le degré de thermotolérance observé ultérieurement. Au niveau tissulaire, le rôle de la thermotolérance cellulaire est complexifié par les mécanismes physiologiques de l'hôte. Peu de données sont disponibles in vivo, l'importance relative des effets physiologiques et cellulaires reste à déterminer. Cette question est importante en cancérologie pour la conception de protocoles cliniques combinant hyperthermie fractionnée et irradiation X ou hyperthermie et chimiothérapie..

Notes et références

Articles connexes Thermophile Thermorésistance Tolérance au froid

Catégorie:Concept de biologie