mardi 6 octobre 2015

L'écologie des invasions microbiennes

Les scientifiques de l'Université de Groningen  ont décrit comment les invasions microbiennes suivent le même schéma général que invasions d'espèces végétales ou animales. Ceci est un exemple clair de la façon dont le monde microbiologique suit les règles générales de l'écologie. La découverte démontre la valeur de l'utilisation de systèmes microbiens pour enquêter sur les questions écologiques et évolutifs, et a de fortes implications pour notre compréhension et même le traitement des maladies infectieuses. Les résultats sont publiés dans un article dans le numéro d'Octobre de la revue Trends in Microbiology.

Cela peut sembler étrange, mais jusqu'à il y a quelques années, les microbes ont pas vu comme des «espèces envahissantes». Oui, ils peuvent causer une infection, mais en termes écologiques, une invasion est définie comme quand une espèce installe dans une zone où il n’existait pas auparavant. Et jusqu'à récemment, l'idée était que tous les microbes sont présents partout, et que les conditions environnementales suffit de sélectionner les espèces qui dominent », explique Cyrus Mallon, qui a récemment obtenu son doctorat de l'écologie microbienne groupe à l'Institut de Groningue pour le évolutionnaires sciences de la vie.

Ce paradigme en microbiologie provient de l'époque où la plupart des espèces bactériennes ont été identifiés sous le microscope avec les techniques classiques qui sont limités dans leur détermination. Même avec l'avènement de séquençage de l'ADN et de l'identification génétique, ceci a été fait en général avec un gène ribosomique particulier. Ce ne fut que les scientifiques ont commencé à utiliser le séquençage de l'ADN de plusieurs gènes pour enquêter sur les communautés microbiologiques qu'ils réalisent que les microbes ne montrent structuration biogéographique, et pourraient conclure que les microbes peuvent être considérés comme des espèces envahissantes.

Invaders

Cela a conduit à une vague d'études au cours des dernières années de l'enquête le phénomène des invasions microbiennes. Mallon, avec le professeur Jan Dirk van Alsace et Professeur agrégé Joana Falcao Salles, a analysé la littérature à ce jour à peindre une image de invasions microbiennes. Leur article de revue révèle deux principales conclusions. La première est que les invasions microbiennes suivent un schéma général identique aux invasions par des animaux ou des plantes. La seconde est que la diversité des espèces est la meilleure défense contre les envahisseurs.

Mallon: «De la littérature, nous avons identifié quatre phases d'une invasion: introduction, l'établissement, propagation et l'impact.» Ils sont semblables à des phases d'invasions végétales ou animales. Invasions se produisent lorsque les microbes entrent dans un nouvel environnement. «Par exemple, les courants océaniques peuvent se dispersent micro-organismes, mais il ya aussi des preuves que les microorganismes voyagent en avion: les microbes serait originaire du désert de Gobi ont été recueillies dans des échantillons d'air du nord-ouest des États-Unis.» Une forme plus visible de l'invasion est bactéries intestinales qui entrent dans un champ quand une vache défèque.

Une autre synthèse d'un large éventail d'expériences de l'invasion microbienne a montré que la diversité de la communauté bactérienne qui est déjà présent dans l'environnement constitue une barrière à l'invasion des espèces. Et tandis que la diversité est un bon prédicteur de la résistance à l'invasion, au cœur du mécanisme est la capacité des espèces différentes d'exploiter différents types de ressources, éliminant ainsi toute possibilité de subsistance un envahisseur.

Salmonella

Les résultats peuvent avoir des implications importantes, dit Joana Falcao Salles: «Comme écologie microbienne et de l'écologie générale semblent suivre les mêmes règles, il peut être possible d'utiliser des micro-organismes comme modèle dans les expériences écologiques. En raison de leurs très courtes durées de production, ce qui pourrait produire des résultats beaucoup plus rapides.

En outre, une meilleure compréhension théorique de l'invasion microbienne pourrait inspirer la recherche médicale. Salles: «A espèces pathogènes de salmonelles induit effectivement l'intestin pour produire un substrat personnalisé qui donne la salmonelle un avantage sur la concurrence. Nous pourrions lutter contre une telle infection en sélectionnant ou en ingénierie d'une bactérie inoffensive qui supplanter la salmonelle en utilisant le même substrat. En outre, la connaissance de la façon dont les micro-organismes de prendre pied dans un nouvel environnement peut inspirer le développement de probiotiques avant et qui stimulent une communauté microbienne intestinale saine. «Nous savons qu'il ya beaucoup de différentes applications possibles, mais à ce stade nous ne pouvons pas prédire qui sera la plus avantageuse.»