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3.E : Génétique Bactérienne (Exercices) - Biologie

3.E : Génétique Bactérienne (Exercices) - Biologie


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Ce sont des exercices à la maison pour accompagner le TextMap "Microbiologie" de Kaiser. La microbiologie est l'étude des micro-organismes, qui sont définis comme tout organisme microscopique qui comprend soit une seule cellule (unicellulaire), des amas de cellules ou aucune cellule du tout (acellulaire). Cela inclut les eucaryotes, tels que les champignons et les protistes, et les procaryotes. Les virus et les prions, bien qu'ils ne soient pas strictement classés parmi les organismes vivants, sont également étudiés.

3.1 : Transfert horizontal de gènes dans les bactéries

Étudiez le matériel de cette section, puis écrivez les réponses à ces questions. Ne vous contentez pas de cliquer sur les réponses et de les écrire. Cela ne testera pas votre compréhension de ce tutoriel.

  1. Définir le transfert horizontal de gènes. (et)
  2. Citez trois mécanismes de transfert horizontal de gènes chez les bactéries. (et)
  3. Décrivez brièvement les mécanismes de transformation chez les bactéries. (et)
  4. Décrivez brièvement le mécanisme de transduction généralisée chez les bactéries. (et)
  5. Décrivez brièvement les mécanismes suivants de transfert horizontal de gènes chez les bactéries :
    1. Transfert de plasmides conjugatifs dans des bactéries gram-négatives (et)
    2. F+ conjugaison (et)
  6. Décrire les plasmides R, la conjugaison des plasmides R et l'importance des plasmides R pour la microbiologie médicale. (et)
  7. Choix multiple (et)

3.2 : Détection du quorum bactérien, îlots de pathogénicité et systèmes de sécrétion (Injectosomes)

Étudiez le matériel de cette section, puis écrivez les réponses à ces questions. Cela ne testera pas votre compréhension de ce tutoriel.

  1. Définir la pathogénicité. (et)
  2. Définir la virulence. (et)
  3. Même si un micro-organisme peut être considéré comme pathogène, il peut toujours ne pas être capable de provoquer une maladie lorsqu'il pénètre dans le corps. Discutez pourquoi. (et)
  4. Définir et décrire brièvement le processus global de détection du quorum chez les bactéries et comment il peut permettre aux bactéries de se comporter comme une population multicellulaire. (et)
  5. Choix multiple (et)

3.3 : Régulation enzymatique

Étudiez le matériel de cette section, puis écrivez les réponses à ces questions. Cela ne testera pas votre compréhension de ce tutoriel.

  1. Correspondant à

    _____ Protéines régulatrices qui bloquent la transcription de l'ARNm en se liant à une partie de l'ADN appelée l'opérateur qui se trouve en aval d'un promoteur. (et)

    _____ Molécule qui modifie la forme de la protéine régulatrice d'une manière qui bloque sa liaison à l'opérateur et permet ainsi la transcription. (et)

    _____ Protéines régulatrices qui favorisent la transcription de l'ARNm. (et)

    _____ Une molécule qui modifie la forme de la protéine régulatrice en une forme qui peut se lier à l'opérateur et bloquer la transcription. (et)

    _____ Production d'ARN antisens complémentaire de l'ARNm codant pour l'enzyme. Lorsque l'ARN antisens se lie à l'ARNm par appariement de bases complémentaires, l'ARNm ne peut pas être traduit en protéine et l'enzyme n'est pas produite. (et)

    _____ L'induction ou la répression de la synthèse enzymatique par des protéines régulatrices qui peuvent se lier à l'ADN et bloquer ou améliorer la fonction de l'ARN polymérase. (et)

    _____ L'inhibiteur est le produit final d'une voie métabolique capable de se lier à un second site (le site allostérique) sur une enzyme. La liaison de l'inhibiteur au site allostérique modifie la forme du site actif de l'enzyme empêchant ainsi la liaison du premier substrat dans la voie métabolique. (et)

    _____ L'inhibiteur est le produit final d'une réaction enzymatique. Ce produit final est également capable de réagir avec le site actif de l'enzyme et empêche l'enzyme de se lier à son substrat normal. (et)

    _____Protéines régulatrices qui se lient à l'ADN situé à une certaine distance de l'opéron qu'elles contrôlent en travaillant avec des protéines de flexion de l'ADN qui permettent à l'ARN polymérase de se lier à un promoteur et d'initier la transcription. (et)

    1. activateurs
    2. inhibition compétitive
    3. corépresseurs
    4. contrôle génétique
    5. inducteur
    6. inhibition non compétitive
    7. répresseurs
    8. contrôle translationnel
    9. rehausseurs
  2. Décrivez comment le lac opéron dans E. coli fonctionne comme un opéron inductible. (et)

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Le répertoire fonctionnel contenu dans le microbiote natif du nématode modèle Caenorhabditis elegans

Le microbiote est généralement supposé avoir une influence substantielle sur la biologie des organismes multicellulaires. Les contributions fonctionnelles exactes des microbes ne sont souvent pas claires et ne peuvent pas être déduites facilement du génotypage de l'ARNr 16S, qui est couramment utilisé pour la caractérisation taxonomique des associés bactériens. Afin de combler ce manque de connaissances, nous avons ici analysé les compétences métaboliques du microbiote natif du nématode modèle Caenorhabditis elegans. Nous avons intégré des séquences du génome entier de 77 membres du microbiote bactérien avec une modélisation métabolique et une caractérisation expérimentale de la physiologie bactérienne. Nous avons découvert qu'en tant que communauté, le microbiote peut synthétiser tous les nutriments essentiels pour C. elegans. Les modèles métaboliques et les analyses expérimentales ont révélé que le contexte des nutriments peut influencer la façon dont les bactéries interagissent au sein du microbiote. Nous avons identifié des traits bactériens clés susceptibles d'influencer la capacité du microbe à coloniser C. elegans (c. Considérant que le microbiote est généralement négligé dans la recherche sur C. elegans, la ressource présentée ici nous aidera à comprendre la biologie de ce nématode dans un contexte plus naturel. Notre approche intégrative fournit en outre un nouveau cadre général pour caractériser les fonctions induites par le microbiote.

Déclaration de conflit d'intérêts

Les auteurs déclarent n'avoir aucun conflit d'intérêts.

Les figures

Génomes d'isolats bactériens, reconstruction…

Génomes d'isolats bactériens, reconstruction et validation de réseaux métaboliques. une Pipeline pour…

Regroupement et distribution de réseaux métaboliques…

Regroupement de réseaux métaboliques et distribution de voies importantes. une Corrélation entre les similitudes par paires…

Métabolisme et croissance du carbone réalisés.…

Métabolisme et croissance du carbone réalisés. une Profils d'utilisation des substrats de carbone Acinetobacter…

Relation des compétences métaboliques bactériennes…

Relation des compétences métaboliques bactériennes avec leur capacité de colonisation et leurs effets sur…

Différentes stratégies d'adaptation au sein de la…

Différentes stratégies d'adaptation au sein du microbiote et leur relation avec la colonisation par les vers. Nous…


Point de mire sur la biologie de Campbell

Construit unité par unité, Campbell Biology in Focus atteint un équilibre entre l'étendue et la profondeur des concepts pour éloigner les étudiants de la mémorisation. Un contenu rationalisé permet aux étudiants de hiérarchiser le contenu, les concepts et les compétences scientifiques essentiels en biologie qui sont nécessaires pour développer une compréhension conceptuelle et une capacité à appliquer leurs connaissances dans les futurs cours. Chaque unité adopte une approche visant à rationaliser le matériel pour répondre au mieux aux besoins des instructeurs et des étudiants, sur la base d'examens de plus de 1 000 programmes d'études à travers le pays, d'enquêtes, d'initiatives de programme d'études, d'examens, de discussions avec des centaines de professeurs de biologie et de la vision et du changement. dans le rapport sur l'enseignement de la biologie de premier cycle.

En maintenant les normes de précision, de clarté et d'innovation pédagogique de Campbell, la 3e édition s'appuie sur cette base pour aider les étudiants à établir des liens entre les chapitres, à interpréter des données réelles et à synthétiser leurs connaissances. La nouvelle édition intègre de nouvelles découvertes scientifiques clés et propose plus de 450 vidéos et animations sur la maîtrise de la biologie pour aider les étudiants à apprendre activement, à retenir des concepts de cours difficiles et à s'engager avec succès dans leurs études et leurs évaluations.

Pour le cours d'introduction à la biologie pour les majeures en sciences

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· Les questions de visualisation demandent aux élèves de créer eux-mêmes des visuels et d'apparaître dans chaque chapitre.

· Les chiffres d'enquête mettent en évidence la façon dont les chercheurs ont conçu une expérience, interprété leurs résultats et tiré des conclusions.

Développez les compétences scientifiques clés dont les étudiants ont besoin pour la biologie en utilisant des données réelles

· Les exercices de résolution de problèmes mettent les étudiants au défi d'appliquer des compétences scientifiques et d'interpréter des données pour résoudre des problèmes du monde réel. Ces exercices sont conçus pour maximiser l'engagement des étudiants grâce à des études de cas convaincantes, fournir une pratique avec des compétences d'analyse de données et mettre en évidence l'interrelation et l'interdépendance des sujets à travers la biologie d'introduction.

· Les exercices de compétences scientifiques utilisent des données réelles pour développer les compétences clés dont les étudiants ont besoin pour la biologie, y compris l'analyse de données, les graphiques, la conception expérimentale et les compétences mathématiques et apparaissent dans chaque chapitre du texte. Chaque exercice de compétences scientifiques est également disponible sous forme de devoir noté automatiquement dans MasteringBiology avec des commentaires spécifiques aux réponses pour les étudiants.

· Interprétez les questions de données tout au long du texte, demandez aux étudiants d'analyser un graphique, une figure ou un tableau et peuvent être assignées dans MasteringBiology.

Aidez les élèves à voir les connexions conceptuelles à travers la biologie

· Les figures d'établissement de liens rassemblent le contenu de différents chapitres et fournissent une représentation visuelle des relations « d'ensemble ».

· Établir des liens Les questions demandent aux étudiants de relier le contenu d'un chapitre au matériel présenté plus tôt dans le cours pour les aider à voir comment les différents domaines de la biologie sont connectés, des molécules aux organismes en passant par les écosystèmes.

· Les didacticiels Make Connections relient le contenu de deux chapitres différents à l'aide de l'art du livre. Ceux-ci sont assignables dans MasteringBiology.

Également disponible avec Maîtriser la biologie

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· Nouveau - Les didacticiels de visualisation de figures guident les étudiants dans la pratique des compétences visuelles et incluent des commentaires de coaching.

· Nouveau - La visualisation des activités de coaching de données encourage les étudiants à mettre en pratique leurs compétences en interprétation de données.

· Mise à jour - GraphIt ! Les activités de coaching aident les élèves à lire, interpréter et créer des graphiques qui explorent de véritables problèmes environnementaux à l'aide de données réelles. Les 10 activités explorent des sujets d'actualité tels que l'empreinte carbone des aliments, la disponibilité de l'eau douce et l'acidification des océans dans une toute nouvelle expérience mobile avec un design accessible.

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o Les sujets du LabBench sont : la respiration cellulaire, la biotechnologie-transformation bactérienne, la biotechnologie-analyse par enzymes de restriction de l'ADN, la dynamique énergétique, la division cellulaire-mitose et méiose, la transpiration, le comportement de la mouche des fruits, les enzymes, la diffusion et l'osmose, la photosynthèse, la sélection artificielle, Modélisation Weinberg, souffle et phylogénie

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Discussion

Profils de transcriptome de in vitro et associé à l'hôte E. coli OP50 révèle un mécanisme de survie

Un commensalisme existe dans l'intestin entre l'hôte et ses microbes résidents, où les microbes connaissent un environnement anaérobie, abondant en nutriments et en retour, les microbes intestinaux soutiennent l'hôte en synthétisant et en métabolisant une variété de vitamines et de nutriments. En raison des récents progrès de la transcriptomique, pour la première fois, cette étude dévoile cette interface hôte-microbienne complexe dans le C. elegans système modèle. Les améliorations du séquençage à haut débit massivement parallèle et de la préparation de la bibliothèque de séquences d'ARN sur des échantillons à faible concentration ont permis une couverture très complète des gènes exprimés sur une large plage dynamique d'expression (c'est-à-dire des transcrits rares et abondants) 23 . De plus, les approches de transcriptomique offrent une perspective plus informative sur les microbes intestinaux résidentiels, car cette technologie fournit des informations au-delà du potentiel génétique de l'organisme, générant un instantané de l'expression bactérienne dans n'importe quelle condition donnée.

Nous présentons ici, pour la première fois, une approche transcriptomique pour mesurer l'expression des gènes de Escherichia coli souche de bactéries OP50 dans l'hôte C. elegans. De plus, notre workflow de transcriptomique nous a permis d'évaluer l'impact du génotype de l'hôte sur l'expression des gènes bactériens. Ici, nous avons généré une liste non redondante de gènes exprimés à partir de E. coli souche OP50 en utilisant le profilage transcriptomique de cette bactérie isolée à partir de plaques NGM uniquement et bactérie isolée de type sauvage, daf-2/récepteur IGF-1 et daf-16/RENARD C. elegans hôtes. Plus C. elegans les laboratoires utilisent le E. coli souche OP50, mais les interactions entre l'expression du gène bactérien OP50 et l'hôte sont largement inconnues 24,25. Les résultats de cette étude démontrent une expression génétique différentielle entre in vivo et in vitro traitements, avec des bactéries associées à l'hôte surexprimant des gènes impliqués dans la protection et la réponse à son environnement en évolution dynamique. Notre approche transcriptomique a également révélé, pour la première fois, des différences de E. coli expression basée sur C. elegans génotype (PO, daf-2, et daf-16), produisant des fonctions/cibles bactériennes qui pourraient être impliquées dans le vieillissement différentiel des hôtes.

Profilage global du transcriptome et expression différentielle du in vivo et in vitro E. coli transcriptome

De grandes différences ont été notées entre in vitro et in vivo E. coli transcriptomes, qui partageaient moins de 47 % de similarité sur la base de la distance moyenne de bray curtis calculée entre in vivo et in vitro échantillons. De plus, une plus grande variabilité a été observée entre les différents in vivo cohortes par rapport à in vitro échantillons, suggérant que les différences dans les profils transcriptomiques ne sont pas seulement dues aux bactéries colonisant l'intestin, mais aussi à la niche environnementale générée par l'hôte. Cette plus grande variabilité d'expression au sein in vivo contre in vitro expériences ont été récapitulées par d'autres 26 . Une majorité des parcours enrichis dans le in vitro échantillons cartographiés aux composants essentiels des chaînes respiratoires aérobies et anaérobies, et à la biosynthèse des acides gras et des acides aminés. Une pléthore de voies de biosynthèse, de génération de métabolites précurseurs et d'utilisation de l'énergie ont été surexprimées dans les cultures E. coli bactéries, comme soutenu par d'autres précédents in vitro études 27,28 .

Fait intéressant, plusieurs E. coli les gènes impliqués dans la biosynthèse des précurseurs et des produits des lipopolysaccharides (LPS) bactériens ont été surexprimés in vivo par rapport à la culture E. coli Échantillons OP50. Les molécules de LPS se trouvent dans la membrane bactérienne externe des bactéries à Gram négatif telles que E. coli, assurant une fonction protectrice pour la bactérie en particulier dans des conditions environnementales stressantes vécues au sein de l' hôte 29 . De plus, ces molécules sont une caractéristique des interactions hôte-microbienne, car le LPS est un important motif moléculaire associé à un agent pathogène reconnu par le système immunitaire inné de l'hôte. Il existe des preuves que le C. elegans système nerveux peut médier son interaction avec les bactéries intestinales différant par la pathogénicité, et la réponse neuronale différentielle est médiée par la structure LPS 30,31,32. L'interaction coévoluée entre les microbes intestinaux résidentiels et leur hôte commence seulement à être comprise et les études d'expression génique différentielle peuvent commencer à faire la lumière sur les mécanismes interactifs par lesquels les consortiums microbiens régulent la physiologie de l'hôte. Des études antérieures ont mis en évidence plusieurs mécanismes d'expression différentielle liés à la survie et à la pathogénicité in vivo 33 . Cette étude a montré que in vivo les profils d'expression génique sont très différenciés, ce qui prouve que l'environnement et le génotype de l'hôte ont un impact plus important sur le profil d'expression que in vitro conditions. La haute résolution de nos expériences de profilage transcriptomique nous a permis de disséquer les interactions avec l'hôte et les altérations fonctionnelles qui ont été sélectionnées pour favoriser la survie et la persistance dans l'environnement hôte.

Plusieurs gènes de synthèse des acides gras étaient plus fortement exprimés dans le in vitro E. coli, tandis que les voies d'élongation et de dégradation des acides gras étaient plus expressives dans les E. coli. Un enrichissement des gènes de biosynthèse des acides gras endogènes pourrait être une caractéristique de la disponibilité des nutriments et de la réduction de la compétition dans les conditions du milieu. En revanche, dans l'hôte associé E. coli, nous avons noté que l'acyl coenzyme A synthétase et d'autres gènes du métabolisme des acides gras étaient surexprimés et que ces gènes sont nécessaires à la dégradation des acides gras à longue chaîne, qui a récemment été montré pour diminuer la pathogénicité de certaines bactéries 34 . Autres caractéristiques de la dégradation des lipides par E. coli dans l'intestin du ver comprenait une surexpression d'éthanolamine lyases. L'éthanolamine est dérivée du phospholipide membranaire phosphatidyléthanolamine et sert de source de carbone et/ou d'azote pour les bactéries qui peuvent la cataboliser. La détection de l'éthanolamine a été proposée comme mécanisme général par lequel les bactéries détectent leur environnement intestinal 35 . En plus d'être une source de nutriments, l'éthanolamine est un signal pour l'expression des gènes de virulence et les recherches actuelles démontrent son rôle émergent dans l'infection et la colonisation de l'intestin. Notre étude a démontré l'utilité de la transcriptomique bactérienne pour détecter le métabolisme actif des lipides bioactifs et leur rôle potentiel dans les interactions hôte-microbienne.

Expression élevée des gènes dans le E. coli voie fonctionnelle de la chimiotaxie ont été observées dans des échantillons associés à l'hôte par rapport à in vitro. Dans E. coli, les réponses chimiotactiques sensibles et précises aux fluctuations des gradients chimiques environnants reposent sur l'expression des récepteurs de chimiotaxie liés à la membrane (MCP) ainsi que sur la Ché cassette de gènes de la famille de la chimiotaxie 36 . Les cinq E. coli protéines réceptrices de chimiotaxie transmembranaire acceptant le méthyle, y compris tsr, le goudron, trg, robinet, et aer ont été identifiés comme étant régulés à la hausse dans les échantillons associés à l'hôte 37 . Expression élevée conservée de E. coli les chimiorécepteurs dans les échantillons associés à l'hôte suggèrent une réponse élevée du capteur aux stimuli externes attractifs et répulsifs dans le C. elegans hôte par rapport aux conditions de culture pures. L'enrichissement des récepteurs chimiotactiques pour les attractifs acides -aminés L-sérine et aspartate, tsr et le goudron respectivement, indiquent une augmentation des interactions bactériennes avec les attractifs associés à l'hôte dans in vivo conditions 38 . Nous avons également constaté que le récepteur d'aérotaxie Aer était élevé dans les échantillons associés à l'hôte. On pense que les récepteurs Aer et tsr détectent les états redox internes et interviennent E. coli mouvement vers des conditions optimales d'oxygène 39 chimiorécepteurs Aer et tsr dans E. coli médie le mouvement vers des sources oxydables ou celles qui médient la croissance maximale, respectivement 40 . Une telle motilité accrue est potentiellement due au besoin d'aérobie E. coli rechercher et localiser des conditions riches en oxygène dans l'intestin anaérobie de C. elegans, et par conséquent produisant une signalisation élevée des récepteurs de l'aérotaxie par rapport aux conditions de culture aérobie 41 .

Expression différentielle de E. coli transcriptomes dans les modèles de vieillissement

La génétique de l'hôte peut modifier le profil d'expression des bactéries, ce qui influence ainsi le métabolisme, la croissance et la virulence des bactéries. Auparavant, il a également été constaté que le génotype de l'hôte peut modifier la diversité de la C. elegans microbiome de l'hôte, mais on en sait moins sur les effets des hôtes sur l'expression des gènes bactériens. Les gènes qui favorisent la croissance et la survie des bactéries dans les intestins de l'hôte peuvent entraîner une accumulation bactérienne et avoir un impact sur le vieillissement. De façon intéressante, daf-2/Les mutants du récepteur IGF-1 ont moins de colonisation bactérienne que les animaux de type sauvage du même âge, ce qui suggère que l'abondance de bactéries peut être un précurseur de la mortalité associée à l'âge 42 . De façon intéressante, daf-2 mutants se sont révélés résistants à l'infection par Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa 43,44 . Dans le même temps, le métabolisme bactérien peut affecter la production de métabolites qui affectent la physiologie de l'hôte, y compris le vieillissement 45,46. Notre profil transcriptomique à partir de bactéries trouvées dans le type sauvage et C. elegans les mutants ont également indiqué que E. coli expriment différents gènes dans différents hôtes en fonction du contexte génétique. Plus précisément, nous avons identifié des gènes qui pourraient favoriser l'adaptation bactérienne aux hôtes. Un effet était sur les gènes de régulation osmotique, en particulier la famille ompR du système à deux composants qui détecte et s'adapte à l'environnement. Le système à deux composants se compose d'un capteur protéine-histidine kinase (HK) et d'un régulateur de réponse (RR). Nous avons découvert que les bactéries à courte durée de vie daf-16 les mutants avaient régulé à la hausse kdpE et torS par rapport au type sauvage de manière intéressante, cela n'a pas été observé chez les animaux à longue durée de vie daf-2 mutants. Les kdpE système régule l'homéostasie du potassium et la virulence chez certaines bactéries, y compris E. coli 47 . Les gènes à deux composants ont également augmenté chez les résistants aux fluoroquinolones, Salmonelle typhimurium dans un C. elegans modèle hôte 48 .

De plus, nous avons trouvé des gènes qui ont aidé à la formation de biofilms chez les bactéries. L'expression du gène de la voie de la cellulose bactérienne bcsA était plus élevé dans les périodes de courte durée daf-16/FOXO par rapport aux hôtes de type sauvage. Les bscA gène produit une enzyme cellulose synthase qui est importante pour la formation de biofilm dans les bactéries. Fait intéressant, la production de biofilm dans E. coli protège les bactéries d'être tuées dans C. elegans hôtes 49 . Ainsi, il est curieux de spéculer que E. coli les biofilms protègent les bactéries dans daf-16 mutants, ce qui peut contribuer à leur courte durée de vie phénotype. Curieusement, in vitro les échantillons ont augmenté bssS expression, qui a été liée à réguler négativement la formation de biofilm dans E. coli 50 . De plus, la perte de formation de biofilm dans P. aeruginosa peut réduire son effet de virulence sur les vers 51 . En outre, S. aureus augmente la transcription des gènes de kdpE, qui a augmenté avec une courte durée de vie daf-16 mutants, lors de la formation du biofilm. Fait intéressant, les biofilms peuvent également être importants pour les bactéries qui favorisent l'extension de la durée de vie. Par exemple, la formation de biofilm par B. subtilis entraîne une prolongation de la durée de vie du C. elegans hôte, et cela dépend de daf-16 et l'inhibition de la voie de signalisation de l'insuline 52,53 en conséquence, les vers nourris B. subtilis vivent plus longtemps que ceux nourris E. coli 54 .

Changements dans le profil transcriptionnel de l'hôte associé E. coli ont été observés entre des périodes de longue durée daf-2 mutant C. elegans et des échantillons WT respectifs (WT-15). En particulier, la surexpression d'une protéine comigratoire peroxiredoxine bactérioferritine (peroxiredoxin Bcp) a été observée au sein de la daf-2 mutant associé E. coli. Les peroxiredoxines sont une famille omniprésente d'enzymes antioxydantes qui réduisent les peroxydes (Rhee), supposées avoir un rôle anti-vieillissement, et sont omniprésentes dans presque tous les organismes. Les C. elegans le génome ne contient qu'un seul gène de la peroxiredoxine (PRDX-2), et donc la suppression de ce gène et son lien avec le vieillissement a été un sujet d'intérêt dans la littérature précédente 55 . De telles études ont conclu à la suppression de la C. elegans La peroxiredoxine PRDX-2 est associée à une diminution de la durée de vie de l'hôte 56 . Alors que le rôle anti-âge de l'hôte C. elegans la peroxiredoxine est connue, l'impact d'une expression ou d'une répression élevée des gènes de la peroxiredoxine bactérienne dans le microbiome intestinal de l'hôte est mal compris. Dans E. coli, la peroxirédoxine Bcp catalyse la réduction du peroxyde d'hydrogène et d'autres hydroperoxydes organiques 57 . La peroxirédoxine Bcp possède le potentiel redox le plus élevé de tous les E. coli gènes de peroxiredoxine, et maintient ainsi la capacité de réduire à la fois les petits et les grands substrats d'hydroperoxyde, même dans des conditions fortement oxydantes. Les bactéries pathogènes S. les pyrogènes sont connus pour tuer C. elegans avec de l'hydrogène biosynthétisé 58 . Par conséquent, l'expression significativement augmentée de la peroxiredoxine Bcp par E. coli en tant que mécanisme de réponse au stress, peut constituer un avantage mutualiste pour l'hôte, car il réduit les peroxydes nocifs de l'intérieur de l'hôte C. elegans intestin.

Pour cette étude, les vers ont été cultivés pendant 4 jours (stade L4 + 2 jours), ce qui peut limiter les interprétations de nos résultats. Portail-Celhay et al. (2012) ont découvert que les bactéries, y compris Escherichia coli et Salmonelle typhimurium, peut être observé dans le type sauvage, daf-2, daf-16, et autre C. elegans mutants en quantités variables à cet âge 59 . Dans cette étude, ils ont également constaté que les bactéries dans un ver de type sauvage ont moins de 10 2 cfu (unités formant colonie) au stade L4, environ 5 × 10 2 cfu à 4 jours (stade L4 + 2 jours) et 10 4 cfu par day 6 (L4 + 4 days), and remain level through day 10 (L4 + 8 days). Similar results were found using GFP labeled OP50 60 . Thus, we captured bacterial gene expression during growth, and gene expression may change at later ages to impact host physiology. Further studies are needed to specifically address the roles of bacterial metabolism at different growth stages and host ages.

Travail futur

The ability to control bacterial and host genetics in the interspecies C. elegans–E. coli interaction has elucidated the role of host environment on changes in bacterial gene expression and metabolic pathways. Bacterial metabolites have a large impact on host stress, immune function, and health. The ability to elucidate bacterial genes and metabolic pathways in specific host genetics or bacteria may identify novel metabolites produced by bacteria that influence host physiology. Interestingly, our study identified genes involved in colanic acid biosynthesis that were upregulated in bacteria of long-lived daf-2/IGF-1 receptor mutants, including UDP-glucose 4-epimerase and several wcaF and wcaB genes, which were previously identified in the bacterial screen for genes extending lifespan. Functional studies will be required to confirm the role of the pathways identified here in aging. With an established molecular protocol and bioinformatics pipeline, future work can also address the roles of bacterial metabolism in other host-microbiota interactions.


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Commentaires:

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