Un ARNs bactérien spécifique joue un rôle clé dans la symbiose entre Vibrio fischeri et le calmar

Les bactéries vivant en symbiose dans le calmar bobtail hawaïen peuvent inciter le calmar hôte à modifier son programme normal d'expression des gènes pour créer une maison plus accueillante, selon une nouvelle étude publiée dans Biologie PLoS par des chercheurs de l'Université d'Hawai'i (UH) à la Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST).

Presque tous les organismes et environnements hébergent une collection de microbes symbiotiques - un microbiome - qui font partie intégrante de la santé écologique et humaine.

Chez les bactéries, le petit ARN (ARNs) est un élément clé influençant l'expression des gènes dans les organismes microscopiques, cependant, il y a eu peu de preuves que les bactéries bénéfiques utilisent ces molécules pour communiquer avec leurs hôtes animaux.

Dans la nouvelle étude, auteur principal Silvia Moriano-Gutierrez, un post-doctorant au Pacific Biosciences Research Center de la SOEST, et les co-auteurs ont découvert qu'un ARNs bactérien spécifique qui est généralement responsable du contrôle qualité de la production de protéines dans la bactérie joue un rôle essentiel dans la symbiose entre Vibrio fischeri et le calmar.

Le calmar bobtail hawaïen recrute V. fischeri pour habiter l'organe lumineux du calmar, car les bactéries sont luminescentes et camouflent le calmar lors de sa chasse nocturne.

Grâce au séquençage de l'ARN, les scientifiques ont trouvé dans le sang du calmar des séquences d'ARNs produites par des bactéries habitant l'organe lumineux et ont trouvé une concentration élevée d'un ARNs spécifique dans les cellules hôtes tapissant les cryptes où vivent les bactéries.

"La présence de cet ARNs particulier entraîne un" apaisement "de la réaction immunitaire du calmar, ce qui augmentera la possibilité pour les bactéries de coloniser de manière persistante le tissu hôte, et livrer leurs effets bénéfiques, " a déclaré le Dr Moriano-Gutierrez.

"Ce travail révèle le potentiel pour les ARNs d'un symbiote bactérien non seulement de contrôler ses propres activités, mais aussi de déclencher des réponses critiques qui favorisent un partenariat pacifique avec son hôte."

Les chercheurs, y compris le co-auteur et étudiant de premier cycle de l'UH Mānoa Leo Wu, déterminé que les bactéries chargent l'ARNs dans leurs vésicules membranaires externes, qui sont transportés dans les cellules entourant la population de symbiotes dans l'organe lumineux, ce qui diminue les activités antimicrobiennes du calmar au bon endroit.

"Il était inattendu de trouver un ARNs bactérien commun qui avait évolué pour une fonction d'entretien ménager dans la bactérie pour être spécifiquement recruté dans une communication bactérie-hôte lors de l'initiation de la symbiose, " a déclaré le Dr Moriano-Gutierrez.

Nous prévoyons que la reconnaissance et la réponse d'un hôte à des ARNs symbiotes spécifiques émergeront comme un nouveau mode de communication majeur entre les bactéries et les tissus animaux qu'elles habitent. D'autres ARN symbiotes qui pénètrent dans les cellules hôtes restent à explorer."

Silvia Moriano-Gutierrez, Auteur principal de l'étude et chercheur postdoctoral, Centre de recherche en biosciences du Pacifique, École des sciences et technologies de l'océan et de la Terre (SOEST)

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