Diversité des organismes marin Metagenomic analysis of the microbial community associated with the coral Porites astreoides Diversité des organismes marin Marc-André Lafille Delphine Bertin

Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Introduction Auteurs: - San Diego State university: Linda Wegley, Robert Edwards, Beltran Rodriguez-Brito, Hong Liu et Forest Rohwer - Argonne National Laboratory, USA: Robert Edwards Problématique: Etude du métagénome des communautés « microbiennes » associé au corail : Porites astreoides. Mieux comprendre le fonctionnement de l’écosystème « corail » afin de prévoir comment ce dernier va réagir aux changements climatiques. Corail holobionte: Corail « animal » + « Zooxanthelle » + « Microbes » eucaryote (« Algue », Fungi, « Protozoaire ») + Bactéries + Archées + Virus.

Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Matériels et Méthodes Échantillonnage coraux: Bocas del Toro (Panama, Amérique centrale), 10 fragments Fragmentation des échantillons Extraction et amplification de l’ADN: Amplification par PCR (GenomiPhi) avec ɸ29 polymérase Utilisation d’amorces: Bacteria-specific 16S rDNA gene, eukaryote-specific 18S rDNA gene et zooxanthellae-specific primers Pyroséquençage Métagénome comparé avec la base de donnée SEED (BLASTx)

Résultats et Discussion Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Résultats et Discussion Résultat du séquençage du métagénome Génome mitochondrial Phylogénie

Communautés de Fungi associé aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés de Fungi associé aux coraux 70% Fungi = Ascomycètes Composition de la communauté d’Ascomycètes associées aux coraux déterminée par l’étude de l’ADNr 18S

Communautés de Fungi associées aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés de Fungi associées aux coraux Implication des Fungi dans: -Construction de la paroi cellulaire du corail (chitine synthétase) -Synthèse d’AA ( asparagine, aspartate, glutamate) - Cycle de l’azote Cycle de l’azote dans les communautés microbiennes associées à P. astreoides Rq: Implication des Bactéries dans le cycle de l’azote connu. Mais découverte de l’implication des Fungi.

Communautés bactériennes associées aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés bactériennes associées aux coraux (PA1) Communautés bactériennes Principalement hétérotrophe: utilisation C, N et S provenant du corail

Communautés bactériennes associées aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés bactériennes associées aux coraux Cycle de l’azote dans les communautés microbiennes associées à P. astreoides Potentiel métabolique des bactéries au sein du métagénome rôle dans le cycle C: absorption et transformation des sucres et des protéines pas transporteur AA et AG Dégradation composés aromatiques (Phe, Tyr): voie homogentisate rôle dans le cycle du S: assimilation sous forme organique (glutathione) rôle dans le cycle de l’N: déjà connu gènes de réponses aux stresse: gènes de réparation d’ADN gènes de virulences: résistance ATB, résistance composés toxiques, synthèse et sécrétion de toxines.

Communautés d’Archées associées aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés d’Archées associées aux coraux Rôle des Archées dans le cycle de l’azote: Nitrification Cycle de l’azote dans les communautés microbiennes associées à P. astreoides

Communautés virales associées aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés virales associées aux coraux Microphages = 50% des phages Cyanophages = 17% des phages  Contrôle de la communauté bactérienne Virus de Procaryotes: phages Communautés virales présentes dans le métagénome

Communautés virales associées aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés virales associées aux coraux 59% des virus présents infectent aussi des organismes aquatiques (oiseaux, téléostéens…) Beaucoup virus pathogènes à la surface du corail  corail= réservoir de pathogènes Virus d’eucaryotes Communautés virales présentes dans le métagénome

Communautés virales associées aux coraux Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Communautés virales associées aux coraux Expérience: - eau au dessus du récif: 61% virus infectant « algues et protozoaires » - sur et dans corail: 76% virus de Métazoaires Virus Métazoaires Virus « algues et Protozoaires » Comparaison des virus d’eucaryote trouvés sur P.astreoides et dans la colonne d’eau au dessus du récif corallien

Critiques Termes confus: Zooxanthelles  Dinobionte (Symbiodinium) Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Critiques Termes confus: Zooxanthelles  Dinobionte (Symbiodinium) Algues endolithiques  Taxon inexistant, groupe paraphylétique: UPO’s Microbes  Taxon inexistant: organismes unicellulaires: « terme schtroumpf !!!! » Protozoaires  unicellulaire non photosynthétique Protistes  UPO’s + « Protozoaires » Corail animal: avec ou sans les Dinobiontes ??? Corail: Corail holobionte? Corail animal ? Corail avec Dino. ? … Métagénome non défini  ensemble des génomes des populations bactériennes d’un milieu donné Figures toujours quelques pages plus loin.

Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Critiques Microbes: tout ce qui n’est pas corail animal  bactéries? Archées? Zooxanthelles? Fungi? Virus?  à nous de comprendre en fonction du contexte et des indices figures. Enfin tout semble s’ éclairer à la conclusion: Sources bien citées Apparemment les auteurs sont spécialistes des coraux (ce n’est pas la première publication qu’ils font sur ce sujet)

Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Conclusion Association « microbes » - corail: dynamique fondamentale des récifs équilibre fragile Fungi endolithique: cycle de l’azote, pas prouvé comme pathogène Bactéries: surtout hétérotrophe, utilisation des protéines et des polysaccharides, cycle du carbone, cycle de l’azote, cycle du souffre, réponses aux stresses, virulence Virus d’eucaryotes: infection d’organismes aquatiques, corail= réservoir de pathogènes Phages : contrôle de la communauté bactérienne sur le corail Actuellement les recherches s’orientent vers les réponses aux stresse Beaucoup d’interactions restent à découvrir

Introduction Matériels et Méthodes Résultats et discussion Critiques Conclusion Références Références Rebecca L. Vega Thurber, Katie L. Barott, Dana Hall, Hong Liu, Beltran Rodriguez – Muller, Christelle Desnues, Robert A. Edwards, Matthew Haynes, Florent E. Angly, Linda Wegley, Forest L. Rohwer (2008) Metagenomic analysis indicates that stressors induce production of herpes-like viruses in the coral Porites compressa. PNAS 105-47: 18413-18418. Rebecca L. Vega Thurber, Dana Hall, Beltran Rodriguez – Muller, Christelle Desnues, Florent E. Angly, Dinsdale E., Kelly L., Forest L. Rohwer (2009) Metagenomic analysis of stressed coral holobionts. Environ Microbiol 11-8: 2148-2163. Cours C.F. Boudouresque (2009), E. Renard (2009), V. Michotey (2009)