Interaction des microbes et réponse de dormance de l’hôte dans les organismes marins

2 décembre 2022Revu par Alex Smith

Diverses espèces se cachent à l’approche de l’hiver pour un repos bien mérité, notamment des ours, des écureuils et des guêpes parasites. Pendant ce temps, le corail étoile du nord (Astrangia cupulata) entre également dans un état dormant appelé quiescence. Cependant, qu’arrive-t-il à son microbiome pendant qu’il dort ?

Recherche dirigée par la professeure adjointe Anya Brown du Université de Californie, Davis ont découvert que les communautés microbiennes changent à mesure que ce corail entre en dormance, lui présentant une réinitialisation saisonnière critique. Les résultats pourraient avoir des ramifications pour les coraux dans les eaux plus chaudes face au changement climatique et à d’autres préoccupations environnementales.

La dormance, dans sa forme la plus élémentaire, est une réponse à un facteur de stress environnemental, dans ce cas, le stress dû au froid. Si nous comprenons mieux cette période de récupération, cela pourrait nous aider à comprendre quels microbes peuvent être responsables de la récupération du corail dans les systèmes tropicaux plus chauds.

Anya Brown, professeure adjointe, Bodega Marine Laboratory, Département d’évolution et d’écologie, Université de Californie, Davis

La recherche, co-écrite par des experts de la Woods Hole Oceanographic Institution et de l’Université Roger Williams et publiée dans Microbiologie appliquée et environnementaleest le premier à montrer un changement durable de la communauté microbienne avec dormance chez un animal marin.

Cette étude montre que les microbes réagissent au stress et récupèrent selon un schéma prévisible. Ce sont des connaissances fondamentales qui peuvent nous aider à développer des probiotiques ou d’autres traitements microbiens pour les coraux tropicaux stressés.

Amy Apprill, co-auteur de l’étude et scientifique associée, Woods Hole Oceanographic Institution

Pendant que les coraux dormaient

D’octobre 2020 à mars 2021, les enquêteurs ont plongé 60 pieds dans de l’eau froide à près de 40 ° F pour récolter dix colonies uniques de corail A. poculata depuis un quai à Woods Hole, Massachusetts. Ce corail se trouve dans les eaux de l’Atlantique du golfe du Mexique au Massachusetts. Lorsque la température de l’eau baisse, le corail retire ses tentacules, cesse de manger et de réagir au toucher, et entre en sommeil.

Les chercheurs ont étudié les microbiomes des coraux sauvages avant, pendant et après la dormance. Ils ont découvert que pendant que le corail “dormait”, son microbiome perd des micro-organismes qui aiment les nutriments et associés aux agents pathogènes tout en stimulant les microbes qui peuvent fournir de l’azote. Les chercheurs ont découvert que cette réorganisation aide les coraux à maintenir la structure de leurs communautés microbiennes.

Nous avons longtemps émis l’hypothèse que la dormance saisonnière d’Astrangia permet au microbiome corallien de se réinitialiser et de se restructurer. Nos recherches ont trouvé des preuves d’un remaniement au cours de cette période de dormance qui pourrait nous aider à identifier les associés microbiens qui sont essentiels à la santé des coraux et à la récupération après une perturbation..

Koty Sharp, co-auteur de l’étude et professeur agrégé, Université Roger Williams

Pourquoi le corail se réveille-t-il ?

Grâce à cette recherche, le corail A. poculata entre les ours, les écureuils, les grillons et d’autres animaux sur la liste des animaux dont on a découvert qu’ils avaient des microbiomes dormants. Le microbiote intestinal de l’écureuil terrestre, par exemple, est vital pour le recyclage de l’azote tandis que l’écureuil jeûne pendant l’hibernation.

Brown déclare : «Ce travail ouvre beaucoup de questions. L’une d’entre elles est la suivante : pourquoi le corail se « réveille-t-il » au début du printemps ? Cette étude suggère que des groupes microbiens clés pourraient jouer un rôle important dans le déclenchement ou l’émergence de la dormance de ce corail et la régulation de son microbiome.”

La recherche a été soutenue financièrement par une bourse de chercheur postdoctoral WHOI à Brown, ainsi que par un financement de la National Oceanic and Atmospheric Administration, de la National Science Foundation et des National Institutes of Health.

Référence de la revue :

Brun, AL, et al. (2022) Remaniement du microbiome corallien pendant la dormance. Microbiologie appliquée et environnementale. doi.org/10.1128/aem.01391-22.

La source: https://www.ucdavis.edu