Connect with us

science

Un tueur inattendu – Une bactérie « amie ou ennemie » qui tue ses hôtes algues lorsque la symbiose devient inutile

Published

on

Un tueur inattendu – Une bactérie « amie ou ennemie » qui tue ses hôtes algues lorsque la symbiose devient inutile

Des recherches récentes ont révélé que les bactéries Roseobacter subissent une transition d’une relation symbiotique à pathogène, où elles deviennent mortelles pour leurs hôtes phytoplanctoniques. Une nouvelle étude examine maintenant ce qui est responsable de ce changement.

Une nouvelle étude a mis en lumière les processus chimiques qui conduisent à la transition des bactéries marines de la symbiose avec une algue hôte à un tueur surprenant.

Les scientifiques ont détaillé un changement dans le mode de vie des bactéries marines, car elles passent de la coexistence avec leurs hôtes algues dans une relation symbiotique à leur mort soudaine. L’étude vient d’être publiée dans la revue eVie.

Comprendre ce changement de mode de vie peut offrir de nouvelles perspectives sur la régulation de la dynamique de la prolifération d’algues et leur impact sur les processus biogéochimiques à grande échelle dans les environnements marins.

Les algues unicellulaires, mieux connues sous le nom de phytoplancton, constituent les efflorescences océaniques responsables d’environ la moitié de toutes[{ » attribute= » »>photosynthesis that occurs on Earth, and form the basis of marine food webs. Therefore, understanding the factors controlling phytoplankton growth and death is crucial to maintaining a healthy marine ecosystem. Marine bacteria from the Roseobacter group are known to pair up and coexist with phytoplankton in a mutually beneficial interaction. The phytoplankton provides the Roseobacter with organic matter useful for bacterial growth, such as sugar and amino acids, and the Roseobacter in return provides B vitamins and growth-promoting factors.

However, recent studies have revealed that Roseobacters undergo a lifestyle switch from coexistence to pathogenicity, where they kill their phytoplankton hosts. A chemical compound called DMSP is produced by the algae and is hypothesized to play a role in this switch.

“We have previously identified that the Roseobacter Sulfitobacter D7 displays a lifestyle switch when interacting with the phytoplankter Emiliania huxleyi,” states first author Noa Barak-Gavish, a Ph.D. graduate in the Department of Plant and Environmental Sciences, Weizmann Institute of Science, Israel. “However, our knowledge about the factors that determine this switch was still limited.”

To characterize this lifestyle switch, Barak-Gavish and colleagues performed a transcriptomics experiment, allowing them to compare the genes that are differentially expressed by Sulfitobacter D7 in coexistence or pathogenicity stages.

Their experimental setup demonstrated that Sulfitobacter D7 grown in a pathogenicity-inducing medium have a higher expression of transporters for metabolites such as amino acids and carbohydrates than those grown in a coexistence medium. These transporters serve to maximize the uptake of metabolites released from dying Emiliania huxleyi (E. huxleyi) . Furthermore, in pathogenic Sulfitobacter D7, the team observed an increased activation of flagellar genes that are responsible for the movement of the bacteria. These two factors allow Sulfitobacter D7 to utilise an ‘eat-and-run’ strategy, where they beat competitors to the material released upon E. huxleyi cell death and swim away in search of another suitable host.

The team confirmed the role of DMSP in bringing about the switch to this killer behavior by mapping the genes activated in Sulfitobacter D7 in response to the presence of DMSP and other algae-derived compounds. However, when only DMSP was present, the lifestyle switch did not occur. This implies that, although DMSP mediates the lifestyle switch, it is also dependent on the presence of other E. huxleyi-derived infochemicals – compounds that are produced and used by organisms to communicate.

DMSP is an infochemical produced by many phytoplankton, so it is likely that the other required infochemicals allow the bacteria to recognize a specific phytoplankton host. In natural environments, where many different microbial species exist together, this specificity would ensure that bacteria only invest in altering gene expression and its metabolism when the correct algal partner is present.

The study also uncovers the role of algae-derived benzoate in Sulfitobacter D7 and E. huxleyi interactions. Even in high concentrations of DMSP, benzoate functions to maintain the coexistence lifestyle. Benzoate is an efficient growth factor and is provided by E. huxleyi to Sulfitobacter D7 during coexistence. The authors propose that as long as Sulfitobacter D7 benefits from coexistence by receiving materials for growth, it will maintain the mutualistic interaction. When less benzoate and other growth substrates are provided, the bacteria undergoes the lifestyle switch and kills its phytoplankton host, swallowing up any remaining useful materials.

The exact mechanism of Sulfitobacter D7 pathogenicity against E. huxleyi remains to be discovered, and the authors call for further work in this area. The cellular machinery Type 2 secretion system – a complex that many bacteria use to move materials across their cell membrane – is more prevalent in Sulfitobacter D7 compared to other Roseobacters, hinting at a unique method of pathogenicity that requires further investigation.

“Our work provides a contextual framework for the switch from coexistence to pathogenicity in Roseobacter-phytoplankton interactions,” concludes senior author Assaf Vardi, a Professor in the Department of Plant and Environmental Sciences, Weizmann Institute of Science. “These interactions are an underappreciated component in the regulation of algal bloom dynamics and further study in this area could provide insights into their impact on the fate of carbon and sulfur in the marine environment.”

Reference: “Bacterial lifestyle switch in response to algal metabolites” by Noa Barak-Gavish, Bareket Dassa, Constanze Kuhlisch, Inbal Nussbaum, Alexander Brandis, Gili Rosenberg, Roi Avraham and Assaf Vardi, 24 January 2023, eLife.
DOI: 10.7554/eLife.84400

READ  La sonde Emirati Hope suit une énorme tempête de poussière sur Mars
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

Published

on

Podcast de cette semaine dans l'espace : Épisode 100 – À bord de Virgin Galactic dans l'espace

sur Épisode 100 de Cette semaine dans l'espaceTarek Woroud accueille à nouveau le Dr Alan Stern du Southwest Research Institute pour partager son expérience de vol à bord d'un avion spatial privé.

Alan, planétologue et chercheur principal de la mission New Horizons de la NASA vers Pluton et au-delà, effectuera un vol spatial suborbital en novembre 2023 à bord de l'avion spatial VSS Unity de Virgin Galactic. Il explique à quoi ressemble cette expérience, ce qu'elle promet pour la future science spatiale, et bien plus encore.

Continue Reading

science

Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

Published

on

Un accident spatial signifie que les tardigrades pourraient avoir pollué la Lune : ScienceAlert

Il y a un peu plus de cinq ans, le 22 février 2019, une sonde spatiale sans pilote était placée en orbite autour de la Lune.

Le nom de la chose Beresheet Il a été construit par SpaceIL et Israel Aerospace IndustriesIl était censé être le premier vaisseau spatial privé à effectuer un atterrissage en douceur. Parmi la cargaison de la sonde se trouvaient des tardigrades, célèbres pour leur capacité à survivre même dans les climats les plus rigoureux.

la mission Il a eu un problème depuis le débutAvec l'échec des caméras de « suivi stellaire » chargées de déterminer la direction de l'engin spatial et ainsi contrôler correctement ses moteurs. Les contraintes budgétaires ont dicté une conception raccourcie et, même si le centre de commandement a pu surmonter certains problèmes, les choses sont devenues plus difficiles le 11 avril, jour du débarquement.

En route vers la Lune, le vaisseau spatial voyageait à grande vitesse et a dû ralentir pour effectuer un atterrissage en douceur. Malheureusement, lors de la manœuvre de freinage, le gyroscope est tombé en panne, bloquant le moteur principal.

A 150 m d'altitude, Beresheet Il roulait toujours à 500 km/h, trop rapide pour être arrêté à temps. La collision a été violente puisque la sonde s'est brisée et ses restes ont été dispersés sur une distance d'une centaine de mètres. Nous le savons car le site a été photographié par le satellite LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) de la NASA le 22 avril.

Des animaux capables de (presque) tout gérer

Alors qu'est-il arrivé à tardigrades Qui voyageait à bord de la sonde ? Compte tenu de leur remarquable capacité à survivre à des situations qui tueraient presque n’importe quel autre animal, est-il possible qu’ils aient pollué la Lune ? Pire encore, peuvent-ils le reproduire et le coloniser ?

Les tardigrades sont des animaux microscopiques mesurant moins d'un millimètre de long. Ils possèdent tous des cellules nerveuses, une bouche s'ouvrant au bout d'une trompe rétractable, un intestin contenant des organismes microscopiques et quatre paires de pattes non articulées terminées par des griffes, dont la plupart sont dotées d'yeux. Malgré leur petite taille, ils partagent un ancêtre commun avec les arthropodes comme les insectes et les araignées.

READ  Les scientifiques sont déconcertés par un nouveau type d'onde solaire qui se déplace à grande vitesse

La plupart des tardigrades vivent dans des milieux aquatiques, mais on peut les trouver dans n'importe quel environnement, même dans les zones urbaines. Emmanuel Delagotchercheur au Centre national de la recherche scientifique, les récolte dans les mousses et les lichens du Jardin des Plantes à Paris.

Pour être actifs, se nourrir de microalgues comme la chlorelle, et se déplacer, croître et se reproduire, les tardigrades ont besoin d'être entourés d'une couche d'eau. Ils se reproduisent de manière sexuée ou asexuée par parthénogenèse (à partir d'un œuf non fécondé) ou même par hermaphrodisme, lorsqu'un individu (ayant à la fois des gamètes mâles et femelles) s'autoféconde.

Une fois l'œuf éclos, la vie active du tardigrade dure de 3 à 30 mois. Un total de 1265 espèces ont été décritesdont deux fossiles.

Les tardigrades sont réputés pour leur résistance à des conditions qui n’existent ni sur Terre ni sur la Lune. Ils peuvent arrêter le métabolisme en perdant jusqu’à 95 % de l’eau corporelle. Certaines espèces fabriquent du sucre, le tréhalose, qui Agit comme un antigelD’autres synthétisent des protéines censées intégrer les composants cellulaires dans un réseau de « verre » amorphe qui assure la résistance et la protection de chaque cellule.

Lors de la déshydratation, le corps d'un tardigrade peut réduire de moitié sa taille normale. Les pattes disparaissent et seules les griffes restent visibles. Cet état, connu sous le nom Cryptobiosese poursuit jusqu'à ce que les conditions de vie active redeviennent favorables.

Selon le type de tardigrade, les individus ont besoin de plus ou moins de temps pour se déshydrater et tous les spécimens d'une même espèce ne sont pas capables de reprendre une vie active. Les adultes déshydratés survivent quelques minutes à des températures aussi basses que -272°C ou jusqu'à 150°C, et à long terme à des doses gamma élevées de 1 000 ou 4 400 Gy.

READ  La sonde Emirati Hope suit une énorme tempête de poussière sur Mars

En comparaison, une dose de 10 Gy est mortelle pour l’homme, et 40 à 50 000 Gy stérilisent tous types de matériaux. Cependant, quelle que soit la dose, les radiations tuent les œufs tardigrades. De plus, la protection conférée par la cryptobiose n’est pas toujours claire, comme dans le cas de Melnésium tardigradeumLes radiations affectent de la même manière les animaux actifs et déshydratés.

Les types Melnésium tardigradeum Dans son état actif. (n'importe lequel. Shukrai, Yu. Warnken, A. Hotz-Wagenblatt, MA Groehme, S. Henger et coll. (2012)., CC par)

La vie lunaire ?

Alors, qu’est-il arrivé aux tardigrades après leur collision avec la lune ? Certains d’entre eux sont-ils encore viables, enterrés sous la lune ? Le richeDes poussières allant de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres de profondeur ?

Tout d’abord, ils doivent avoir survécu à l’impact. Tests de laboratoire Il a été démontré que des échantillons congelés de… Hypsibius Dujardini Les espèces se déplaçant à 3 000 km/h dans le vide ont subi des dommages mortels lorsqu'elles ont heurté le sable. Cependant, ils ont survécu à des impacts de 2 600 kilomètres par heure ou moins, et leurs « atterrissages durs » sur la Lune, qu’ils soient indésirables ou non, ont été beaucoup plus lents.

La surface de la Lune n’est pas protégée des particules solaires et des rayons cosmiques, notamment gamma, mais là aussi, les tardigrades seraient capables de résister.

En fait, Robert Wimmer-Schoengruber, professeur à l'Université de Kiel en Allemagne, et son équipe ont montré que… Les doses de rayons gamma frappant la surface de la Lune étaient constantes mais faibles Par rapport aux doses ci-dessus, 10 ans d’exposition aux rayons gamma lunaires équivalent à une dose totale d’environ 1 Gy.

READ  Un petit trou noir monstrueux peut contenir des preuves d'une croissance géante

Mais se pose ensuite la question de la « vie » sur la Lune. L'ours d'eau devra supporter des pénuries d'eau ainsi que des températures allant de -170 à -190°C la nuit lunaire et de 100 à 120°C le jour.

Le jour ou la nuit lunaire dure longtemps, un peu moins de 15 jours terrestres. La sonde elle-même n’a pas été conçue pour résister à des conditions aussi extrêmes, et même si elle ne s’était pas écrasée, elle aurait cessé toute activité après seulement quelques jours sur Terre.

Malheureusement pour les tardigrades, ils ne peuvent pas surmonter le manque d’eau liquide, d’oxygène et de microalgues – et ne pourront jamais se réactiver, encore moins se reproduire. Leur colonisation de la Lune est donc impossible.

Cependant, des échantillons inactifs existent sur le sol lunaire, et leur présence soulève des questions éthiques, telles que : Matthieu Soie» souligne un écologiste de l'université d'Edimbourg. De plus, alors que l’exploration spatiale prend son essor dans toutes les directions, polluer d’autres planètes pourrait nous faire manquer la découverte de la vie extraterrestre.

L'auteur remercie Emmanuel Delagot et Cédric Houbas du Musée de Paris, ainsi que Robert Wimmer-Schoengruber de l'Université de Kiel, pour leur lecture critique du texte et leurs conseils.Conversation

Laurent Palkadirecteur de conférences, Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN)

Cet article a été republié à partir de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le Article original.

Continue Reading

science

Des fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé découverts dans l'est de la Chine

Published

on

Des fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé découverts dans l'est de la Chine
(Chine) 10h15, 02 mars 2024

Cette image fournie par l'équipe de recherche montre un modèle 3D d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

BEIJING, 1er mars 2019 (Xinhua) – Des chercheurs ont baptisé un nouveau type de dinosaure cuirassé « Datai Yingliangis » après avoir découvert deux spécimens dans la province du Jiangxi, dans l'est de la Chine.

La découverte du nouveau dinosaure est un ajout important aux archives fossiles des ankylosaurines, un type de dinosaure cuirassé célèbre du début du Crétacé supérieur, selon Xing Lida, professeur agrégé à l'Université chinoise des géosciences de Pékin (CUGB).

Les deux spécimens étaient des subadultes mesurant chacun 3,5 à 4 mètres de longueur. Ils avaient tous deux une paire de cornes distinctives sur les joues.

Les troisième et quatrième vertèbres cervicales des dinosaures ont été coupées par des restes de grottes incurvés d'environ 2 cm de diamètre.

« Ces restes sont généralement des marques de grottes laissées par des mollusques ou d'autres invertébrés dans les sédiments, qui peuvent avoir simplement percé des trous dans les sédiments et sont étroitement liées à Datai yingliangis », a expliqué Sheng.

Il est intéressant de noter que les deux dinosaures ont été trouvés l’un sur l’autre, ce qui serait dû à l’enfouissement rapide de dépôts de sable éolien. « C'est probablement lié au comportement social des ankylosaures », a ajouté Xing.

L'étude a été publiée dans le Journal of Vertebrate Anatomy and Paleontology.

Cette photo prise par l'équipe de recherche le 25 février 2024 montre les fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

READ  La première fusée chinoise à carburant liquide déplacée vers la rampe de lancement pour le décollage

Cette photo prise par l'équipe de recherche le 25 février 2024 montre les fossiles d'une nouvelle espèce de dinosaure cuirassé, Datai yingliangis. (Xinhua)

(Éditeur Web : Tian Yi, Wu Chaolan)

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023