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couches de symbiose - visualisation de la communauté microbienne termite intestin postérieur

Layers of Symbiosis - Visualizing the Termite Hindgut Microbial Community

Jared Leadbetter nous emmène pour une promenade dans la nature par la diversité de la vie dans la résidence hindgut termites - un micro-environnement contenant 250 espèces différentes se trouvent nulle part ailleurs sur Terre. Jared révèle que la symbiose présenté par ce système est multi-couches et implique non seulement une relation entre les termites et de ses habitants intestin, mais implique aussi un réseau complexe de symbiose entre les microbes de l&#39;intestin lui-même.

Couches de Symbiose - Visualisation de la communauté microbienne Termite Intestin postérieur

Jared Leadbetter nous emmène lors d'une promenade naturaliste à travers la diversité du vivant résidant dans l'intestin postérieur du termite — un microenvironnement contenant 250 espèces différentes...

Ainsi, je dis parfois aux gens que, pour moi, c’est un peu comme être un écotouriste dans un monde miniature d’Alice au pays des merveilles, car je regarde cela et je pense simplement qu’il s’agit d’une promenade nature merveilleuse, même avant d’entreprendre tout autre type de recherche sur le système. Eh bien, il existe différentes façons d’observer ces microbes par microscopie optique. Avec ce microscope, nous avons la capacité de réaliser de la microscopie en champ sombre, où les cellules apparaissent en blanc ou sont délimitées en blanc sur un fond foncé.Nous pouvons réaliser une microscopie en contraste de phase où les cellules ou les bords des cellules apparaîtront sombres sur un fond gris. Nous pouvons également effectuer une microscopie optique classique où l'on ne voit pas grand-chose, sauf si l'échantillon est coloré. Mais dans ce cas, vous obtiendrez la vraie, la véritable couleur de l'échantillon.Ainsi, si votre échantillon est vert ou rouge, vous pourriez effectivement observer cette couleur dans les cellules. Nous avons également la possibilité d'utiliser une technique appelée microscopie DIC, ou microscopie à contraste d'interférence différentielle. Contrairement au contraste classique en noir et blanc ou en nuances de gris, cette méthode fournit un contraste de type paysage lunaire, où les contours apparaissent très nettement, un peu comme lorsque vous observez la Lune avec des jumelles : tout est gris, mais en mettant au point, vous commencez à distinguer très clairement les bords.J'ai donc configuré cela actuellement pour observer l'échantillon à l'aide de ce contraste de phase interférentiel (DIC). Cette technique permet de visualiser les textures de surface des cellules ainsi que leurs structures internes, à condition que celles-ci soient suffisamment grandes et présentes, de manière nettement plus précise. En revanche, avec un autre type de microscopie, toute la cellule peut apparaître grise sur un fond clair ou blanche sur un fond noir ; ici, en revanche, vous commencerez à distinguer des textures sur la cellule elle-même ou à l'intérieur de celle-ci.Et pour nombre des protozoaires que nous possédons, les grands eucaryotes que nous avons, cela vous permettra d'observer non seulement les structures internes de la cellule, mais aussi éventuellement des particules de bois. Nous examinons ici deux protozoaires intestinaux. Ils appartiennent au genre *opsis*.Il s'agit de protozoaires dégradant la cellulose. Et là, avec celui qui est situé exactement au centre ici, je peux ajuster légèrement cela pour faire ressortir le contraste de ce bord. C'est un peu aléatoire. D'accord.Oh, cela a l'air magnifique. Par exemple, il s'agit ici d'un de ces protozoaires très grands apparentés aux trichomonas, et il commence à former des bourgeons. Il commence à être malade.Et c'est ainsi que se présentent certaines de ces petites vésicules latérales. Vous pouvez utiliser ce contraste de phase pour obtenir réellement une coupe optique. Je vais donc simplement pénétrer depuis la surface.Vous commencez à voir la surface entrer en netteté. On dirait qu'elle est recouverte de longues lignes, de longues rainures. Et maintenant, je pénètre dans la cellule et je traverse l'autre côté.Et cela vous permet, si vous faites cela sur la face postérieure de la cellule, d'observer le noyau. Donc je remonte, j'examine la surface, maintenant je vois le noyau, et maintenant je commence à distinguer l'autre côté. Ce que je peux faire, c'est comparer avec le contraste de phase, ce qui donne un bon résultat.Ceci est le contraste de ce bord. Cela donne également un bon aspect, et c'est simplement une question de goût. Et pour certaines des cellules plus fines, ce contraste de phase donne un meilleur aspect.En réalité, nous observons deux protosomes ici. L'un est celui du centre, avec ces petites franges, et l'autre, qui ressemble à un faisceau de bâtonnets. Et cela met vraiment en évidence l'imagerie DIC, qui fait ressortir ce contraste.Et il existe certains réglages que vous pouvez effectuer. C’est un peu comme la cuisine. Vous pouvez procéder selon votre goût, c’est-à-dire observer votre échantillon et effectuer les ajustements nécessaires pour mettre en évidence, dans cet échantillon particulier, certaines des textures des cellules.Il est presque déterminé de manière empirique. Je vais donc essayer de trouver quelques autres objets dignes d'intérêt. Cela correspond à une observation en champ sombre.Maintenant, là où le matériel biologique apparaît en blanc brillant sur un fond noir, on observe de grandes trifa accompagnées d'un stroma de protozoaires fascistes plus petits. En zoomant autour, les STR ressemblent à de petits filaments minces, presque vermiformes, qui se déplacent rapidement autour de ces cellules plus grandes. Ce sont donc ces protozoaires plus petits.Il existe donc plusieurs espèces différentes de protozoaires dans cet environnement, qui présentent des tailles variées. Vous avez ces trifa très grands, ces tri opsis de taille moyenne, puis ces bactéries longues, fines et élancées recouvrant des STRs stromatiques. Nous pouvons ainsi observer certains de ces trichy opsis et stromas.Les STRs du stroma St sont un faisceau de bâtonnets. Tri opsis est cet organisme minuscule et magnifique doté de petites franges qui se déplacent très rapidement autour de la cellule, ainsi que du plus grand trifa. Voici tri opsis.Il s'agit du seul protozoaire intestinal de termites qui ait jamais été mis en culture et étudié in vitro, avec environ trois ou quatre articles publiés sur ce protosome il y a 20 ans. Par la suite, la culture a été perdue et personne n'a jamais pu la recultiver depuis. Toutefois, ces études sur cet organisme ont établi que les protozoaires fermentent la cellulose et le xylan, qui sont des polymères de pentoses et d'hexoses présents dans le bois, et produisent de l'acétate, de l'hydrogène et du CO2.Je vais simplement zoomer un peu. Vous avez ici quelques spicules. Il y a une belle image en contraste interférentiel différentiel (DIC) d’un spicule API juste au centre.Et vous pouvez voir ses spires. Une belle spire régulière. Je la vois bouger.Oh, il est encore vivant, mais certains de ces organismes ont été légèrement endommagés par l'oxygène. Mm. Car beaucoup de ces organismes sont empoisonnés par l'oxygène. Parfois, vous préparez des montages humides qui fonctionnent bien, parfois non.Mais en réalité, celle-ci est une véritable butte. Je vais simplement observer ce protozoaire ici. Il y en a deux ou trois ici.Il existe ces protozoaires longs et minces qui semblent rayés. On le constate particulièrement bien en contraste interférentiel différentiel (DIC) lorsqu'on les observe. Et je dis toujours qu'il s'agit de protozoaires fascistes.Et que veux-je dire par là ? Vous savez, le terme latin « fasis » est le mot qui décrit cet ensemble de bâtonnets figuré au dos d'une pièce de dix cents. Et c'est aussi le mot qui décrit véritablement « e pluribus unum », vous savez, « de plusieurs, un », et c'est pourquoi j'appelle cela le protéasome fasciste, parce que le protéasome lui-même est en réalité extrêmement fin.Et ce que nous savons à son sujet est très limité, mais des études ont montré que ce protosome est recouvert d'une couche de bactéries fines et allongées. Il s'agit donc d'un eucaryote protozoaire en forme de long bâtonnet, recouvert d'une pellicule de bactéries filamenteuses semblables à des cheveux ; ici, vous pouvez voir que certains de ces « poils » commencent à s'effilocher légèrement et à se détacher. Toutefois, vous en verrez beaucoup de ce type.Et fonctionnellement, nous n'avons aucune idée de ce qu'ils font. Voici donc un exemple qui est agréable à observer. C'est impressionnant en ce sens qu'il me montre qu'il y a beaucoup de ces protozoaires ici.Nous pouvons examiner la phylogénie de l'hôte et des cellules. Nous savons ce qu'est le protozoaire et nous connaissons les espèces qui lui sont associées. Mais nous ignorons ce que font le protozoaire ou ces bactéries.Quelle est leur physiologie ? Que mangent-ils ? Que produisent-ils ?Comment interagissent-ils avec les autres microbes ? Comment ces produits influencent-ils les autres microbes ou l'hôte ? Ainsi, nous ne savons pas fonctionnellement où ils s'inscrivent dans le puzzle.On suppose que toutes les cellules que nous observons ici et qui sont abondantes sont des symbiotes engagés dans le mutualisme. Ce sont des micro-organismes bénéfiques qui apportent réellement quelque chose au système et/ou à l'hôte. Mais dans ce cas, le diable se cache dans les détails.Et nous ne pouvons pas, en réalité, affirmer quoi que ce soit avec certitude. Et je n'ai pas, en vérité, d'hypothèse précise sur ce que font ces organismes. Je veux dire, c'est intéressant parce que les protozoaires fascistes sont eux-mêmes recouverts de bactéries.Il s'agit donc de couches de symbiose superposées. Alors que chez certains autres protozoaires, on observe qu'ils ont englobé des particules de bois dans le cytoplasme ou dans la cellule, il n'existe aucune preuve que ceux-ci englobent des particules de bois.Il n'est donc pas possible, ou du moins difficile, d'affirmer qu'ils dégradent le bois. Je ne suis même pas certain qu'ils dégradent le bois. Il est plus probable qu'ils positionnent ces bactéries à un endroit précis dans les intestins, où les bactéries peuvent accomplir une certaine fonction et peut-être nourrir le protozoaire, illustrant ainsi des exemples de symbiose au sein d'une symbiose.Si nous observons ce trica nifa, le protozoaire plus grand que nous examinons ici ressemble à un trifa aplati. Nous pouvons constater qu'il présente de longues stries allant de l'extrémité antérieure à l'extrémité postérieure. Mais si nous regardons de plus près, nous apercevons, vers l'extrémité avant, de petits points noirs.Il s'agit également de bactéries. Et ce protozoaire présente à la fois une symbiose ecto- et endosymbiotique. Il est recouvert d'une couche de bactéries à sa surface, mais contient également des bactéries à l'intérieur de la cellule.Et encore une fois, nous ne comprenons pas quelle est la physiologie de ces bactéries à la surface ou à l'intérieur. Nous avons une idée approximative que ces protozoaires fermentent la cellulose et le xylan, mais nous ne savons pas où s'inscrivent ces bactéries dans ce contexte. Il nous manque donc un élément fondamental.J'apprécie donc beaucoup ce système parce qu'il présente une grande diversité et beaucoup d'activités, et nous avons beaucoup appris. Mais en réalité, je pense que nous en savons bien moins que ce que nous pensons connaître.

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California Institute of Technology - Caltech.  Jared Leadbetter nous emmène pour une promenade dans la nature par la diversité de la vie dans la résidence hindgut termites - un micro-environnement contenant 250 espèces différentes se trouvent nulle part ailleurs sur Terre. Jared révèle que la symbiose présenté par ce système est multi-couches et implique non seulement une relation entre les termites et de ses habitants intestin, mais implique aussi un réseau complexe de symbiose entre les microbes de l'...

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