Métabolomique ciblée basée sur la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse d’échantillons de corail dur

Jennifer L. Matthews; Natasha Bartels; Sheik Nadeem Elahee Doomun; Simon K. Davy; David P. De Souza

doi:10.3791/65628

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Article de méthode

Métabolomique ciblée basée sur la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse d’échantillons de corail dur

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DOI :

10.3791/65628

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13 octobre 2023

Jennifer L. Matthews¹ , Natasha Bartels¹ , Sheik Nadeem Elahee Doomun² , Simon K. Davy³ , David P. De Souza²

¹Climate Change Cluster (C3), University of Technology Sydney, ²Metabolomics Australia, Bio21 Molecular Science and Biotechnology Institute, The University of Melbourne, ³School of Biological Sciences, Victoria University of Wellington

Dans cet article

Résumé

Nous présentons ici l’extraction et la préparation de métabolites polaires et semi-polaires à partir d’un holobionte corallien, ainsi que de tissus coralliens hôtes séparés et de fractions cellulaires de Symbiodiniaceae, pour l’analyse par chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse.

Résumé

Les approches basées sur la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse (GC-MS) se sont avérées puissantes pour élucider la base métabolique de la symbiose cnidaire-dinoflagellé et la façon dont le corail réagit au stress (c’est-à-dire pendant le blanchissement induit par la température). Le profilage des métabolites à l’état d’équilibre de l’holobionte corallien, qui comprend l’hôte cnidaire et ses microbes associés (Symbiodiniaceae et autres protistes, bactéries, archées, champignons et virus), a été appliqué avec succès dans des conditions ambiantes et de stress pour caractériser l’état métabolique holistique du corail.

Cependant, pour répondre aux questions entourant les interactions symbiotiques, il est nécessaire d’analyser les profils de métabolites de l’hôte corallien et de ses symbiotes algales indépendamment, ce qui ne peut être réalisé que par une séparation physique et un isolement des tissus, suivis d’une extraction et d’une analyse indépendantes. Bien que l’application de la métabolomique soit relativement nouvelle dans le domaine corallien, les efforts soutenus des groupes de recherche ont abouti au développement de méthodes robustes pour analyser les métabolites dans les coraux, y compris la séparation du tissu hôte du corail et des symbiotes d’algues.

Cet article présente un guide étape par étape pour la séparation des holobiontes et l’extraction des métabolites pour l’analyse GC-MS, y compris les étapes clés de l’optimisation à prendre en compte. Nous montrons comment, une fois analysé indépendamment, le profil métabolitique combiné des deux fractions (corail et Symbiodiniaceae) est similaire au profil de l’ensemble (holobionte), mais en séparant les tissus, nous pouvons également obtenir des informations clés sur le métabolisme et les interactions entre les deux partenaires qui ne peuvent être obtenues à partir de l’ensemble seul.

Introduction

Les métabolites représentent les produits finaux des processus cellulaires, et la métabolomique - l’étude de l’ensemble des métabolites produits par un organisme ou un écosystème donné - peut fournir une mesure directe du fonctionnement de l’organisme¹. Ceci est particulièrement important pour l’exploration des écosystèmes, des interactions symbiotiques et des outils de restauration, car l’objectif de la plupart des stratégies de gestion est de préserver (ou de restaurer) des fonctions de services écosystémiques spécifiques². Les récifs coralliens sont un écosystème aquatique qui démontre la valeur potentielle de la méta....