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Une étude récente de la formation de biofilm chez les archées a révélé une forme fascinante de la motilité sociale

22
oct
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Classé dans Curiosité, Environnement, Microbiologie.

« Une étude récente de la formation de biofilm chez les archées (ou Archaea) a révélé une forme fascinante de la motilité sociale ». Source Biomedcentral.com.

Une étude de la formation de biofilm dans le modèle d’archées halophiles, Haloferax volcanii, a conduit à l’observation d’un exemple fascinant de la motilité sociale coordonnée (et de la différenciation cellulaire et du transfert de gènes). Haloferax volcanii a été isolé à partir de sédiments de la mer Morte en 1975, mais a été récemment retrouvé capable d’un comportement collectif d’essaimage comme dans un milieu liquide. Cette activité macroscopiquement visible, au cours de laquelle des filaments cellulaires en réseau se forment en continu à un rythme rapide, a été découvert en utilisant la photographie accélérée ou time-lapse après rupture des biofilms établis. Comme les structures cellulaires étendues et rétractées, la formation de rides ou de vagues a également été observée, une réminiscence de l’activité observée auparavant uniquement sur des essaims bactériens tels que ceux de Myxococcus xanthus. Chez M. xanthus, l’ondulation a été associée à une alimentation collective, décrite comme un style de prédation en « meute de loups ». Le rôle fonctionnel ou écologique de la motilité sociale chez H. volcanii n’est pas encore clair. Jetez un œil aux vidéos complémentaires en fin d’article et demandez-vous pourquoi ces milliers de cellules peuvent coordonner leurs actions dans une manière si remarquable !

NB : L’article est disponible gratuitement et en intégralité.

Halloween et les microbes

21
oct
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Classé dans Curiosité, Microbiologie.

Streptococcus agalactiae (streptocoque du groupe B) étalé sur des boîtes d’un milieu chromogène de type Granada. Habituellement ce milieu est utilisé pour sélectionner les streptocoques du groupe B chez les femmes enceintes. Les streptocoques vont croître sous forme de colonies oranges brillantes tandis que toute autre croissance sera incolore. Parfait pour s’amuser un peu lors de la fête d’Halloween … Source Microbe World de l’ASM.

halloween

Structures et activités microbiennes stratifiées dans les biofilms anaérobies des égouts

20
oct
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Classé dans Curiosité, Environnement, Microbiologie, Santé, Sécurité des aliments.

Sewer Pipes April08_10_croppedLes éditeurs de la revue Applied and Environmental Microbiology signalent ce mois-ci cet article, « Structures et activités microbiennes stratifiées dans les biofilms anaérobies des égouts ».

Les bactéries sulfato-réductrices du (BSR) et les archées méthanogènes (AM), connus pour être en compétition pour des substrats, peuvent coexister dans des biofilms anaérobies dans les égouts. En utilisant des mesures par microélectrodes, des techniques moléculaires, et la modélisation mathématique, Sun et al. (p. 7042–7052) ont démontré que les BSR et les AM, et leurs activités respectives, suivent une distribution stratifiée dans le biofilm, avec les BSR majoritairement situées dans la couche externe tandis que les AM habitent la couche interne. Les transformations métaboliques de divers micro-organismes et leurs interactions avec les substrats jouent un rôle important dans la coexistence et la stratification. Cette stratification doit être considérée lors de l’utilisation de stratégies telles que le dosage chimique pour maîtriser les problèmes environnementaux liés aux égouts, dont les odeurs, la corrosion et les émissions de gaz à effet de serre.

La minéralisation des particules de sable renforce la filtration microbienne de l’eau

13
oct
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Classé dans Contamination, Curiosité, Environnement, Santé, Sécurité des aliments.

« La minéralisation des particules de sable renforce la filtration microbienne de l’eau », source ASM news  du 10 octobre 2014.

Des minéraux présents sur les particules de sable encouragent effectivement l’activité microbienne dans les filtres à sable rapides qui sont utilisés pour traiter les eaux souterraines pour la consommation, selon un article publié en ligne et avant impression dans la revue Applied and Environmental Microbiology. Ces résultats réfutent de façon retentissante, pour la première fois, la sagesse conventionnelle selon laquelle les dépôts minéraux interfèrent avec la colonisation microbienne des particules de sable.

« Nous constatons un effet extrêmement positif des dépôts de minéraux sur l’activité et la densité microbiennes », dit l’auteur correspondant Barth F. Smets de la Technical University du Danemark à Lyngby.

Le revêtement minéral se développe sur la surface du grain du filtre lorsque l’eau souterraine est traitée par filtration rapide à sable pour la production d’eau potable. Le revêtement change certainement les propriétés physiques et chimiques du matériau du filtre, mais peu de choses sont connues concernant son effet sur l’activité, la colonisation, la diversité et l’abondance du microbiote.

Jusqu’à présent, les filtres à sable rapides ont été un peu comme une boîte noire, dit le premier auteur Arda Gülay, l’une des étudiantes de Smets.

« Dans les filtres à sable rapides, une combinaison de réactions chimiques, physiques et biologiques, aident à l’élimination et la précipitation d’impuretés de fer, de manganèse, d’ammoniac et de méthane, par exemple », explique le premier auteur Arda Gülay. Avec le temps, les grains des filtres à sable se recouvrent de minéraux, que la plupart des managers du système éliminent, périodiquement, par lavage à contre-courant.

Il s’avère que les minéraux forment une matrice abondante autour des particules de sable, comme une sorte de nid d’abeille. « La densité cellulaire bactérienne dans ces structures peut être très élevée, et peut être stimulée davantage lorsque de l’ammonium supplémentaire est apporté », dit Smets. Les bactéries sont normalement engagées dans l’élimination de l’ammonium, du manganèse et d’autres impuretés des eaux souterraines.

En fait, au cours de l’enquête, l’activité de disparition de l’ammonium a augmenté alors que les dépôts minéraux ont augmenté. « Ces interactions positives minéral-microbe suggèrent un rôle protecteur et de soutien des dépôts », dit Smets. Les chercheurs ont aussi évalué une grande diversité de l’ammonium et des espèces bactériennes oxydant le nitrite.

La piste suivie par les chercheurs a impliqué une touche fortuite. Dès le début, ils ont découvert une corrélation positive inattendue entre le nombre de bactéries et le degré de revêtement minéral des particules de sable, dit Smets. « Cela a été jugé digne d’une investigation plus approfondie, mais nous avons pensé que ce serait un effort à haut risque. Cela ne l’a pas été jusqu’à ce que nous ayons vu les coupes réelles des phases minérales, qui révèlent clairement des structures comme des cellules microbiennes à l’intérieur des dépôts que nous avons pris conscience des découvertes uniques que nous faisions. »

Une question majeure que la recherche soulève est de savoir si les microbes influencent le développement de la microporosité ou tout simplement profitent de celle-ci, dit Gülay. De toute façon, cela pourrait conduire finalement à piloter la minéralisation afin de créer des micro-structures destinées à abriter des cellules microbiennes pour des fonctions spécifiques.

Le manuscrit peut être consultée en ligne à http://bit.ly/asmtip1014a. La version finale de l’article est prévue pour le numéro de novembre 2014 de la revue Applied and Environmental Microbiology.

Des bactéries de l’intestin favorisent l’obésité chez la souris

11
oct
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Classé dans Curiosité, Environnement, Microbiologie, Nutrition, Santé.

131106_BIL_MicrobiomeObesity.jpg.CROP.promo-mediumlarge« Des bactéries de l’intestin favorisent l’obésité chez la souris », source ASM News du 30 septembre 2014.

Une espèce de bactéries de l’intestin appelée Clostridium ramosum, couplée avec un régime riche en graisses, peut faire que des animaux prennent du poids. L’étude est publiée dans mBio®, la revue à accès libre et en ligne de l’American Society for Microbiology.

Une équipe de recherche de l’Institute of Human Nutrition Potsdam-Rehbruecke à Nuthetal (Allemagne) a observé que des souris hébergeant des bactéries intestinales humaines, comprenant C. ramosum ont pris du poids quand elles sont nourries avec un régime riche en graisses. Les souris qui n’avaient pas C. ramosum étaient moins obèses, même si elles avaient mangé un régime riche en graisses, et les souris qui avaient C. ramosum mais qui ont consommé un régime faible en graisse sont restées maigres.

Des études antérieures ont retrouvé C. ramosum et d’autres représentants de la famille des Erysipelotrichi chez l’homme obèse, a déclaré l’auteur principal de l’étude Michael Blaut, chef du département de microbiologie gastro-intestinale à l’Institut. Cela donne à penser que la croissance de cet organisme dans le tube digestif est stimulée par des régimes riches en matières grasses, qui à leur tour améliorent l’absorption des nutriments et renforce l’effet de ces régimes sur le poids corporel et la masse graisseuse corporelle.

« Nous avons été surpris que la présence ou l’absence d’une espèce d’une communauté bactérienne donnée ait affecté le développement du poids et de la masse graisseuse corporelle chez la souris », a dit Blaut.

Blaut et ses collègues ont étudié le rôle de C. ramosum dans trois groupes de souris : certaines hébergeaient une flore intestinale humaine simplifiée (bactéries) de huit espèces bactériennes, dont C. ramosum ; certaines avaient un microbiote intestinal humain simplifié sauf pour C. ramosum, et certaines avaient seulement C. ramosum. Les chercheurs ont appelé le premier groupe SIHUMI, le deuxième groupe SIHUMIw/oCra et le troisième groupe Cra. Les souris ont été nourries soit avec un régime riche en graisses ou un régime alimentaire faible en graisse pendant quatre semaines.

Après quatre semaines d’une alimentation riche en matières grasses, les groupes de souris ne diffèrent pas que ce soit l’apport énergétique, la digestibilité de la ration et les marqueurs sélectionnés pour un taux faible d’inflammation. Cependant, les souris SIHUMI et Cra nourries avec un régime riche en graisses ont gagné significativement plus de poids corporel et de graisse, ce qui implique qu’elles ont converti les aliments plus efficacement en énergie que ne l’ont fait les souris SIHUMIw/oCra. En revanche, tous les groupes de souris nourries avec un régime faible en graisse sont restés maigres, ce qui indique que l’effet de l’obésité de C. ramosum ne s’est produit qu’avec régimes alimentaires riches en matières grasses.

Les souris obèses SIHUMI et Cra ont également l’expression plus importante du gène transporteur 2 du glucose  (Glut2), une protéine qui permet l’absorption de glucose et de fructose, et les protéines de transport de graisses, comprenant la translocase des acides gras (Cd36).

« Nos résultats indiquent que Clostridium ramosum améliore l’absorption des nutriments dans l’intestin grêle et favorise ainsi l’obésité », a déclaré Blaut. Les associations entre obésité et augmentation des taux de lipopolysaccharides (composants de la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif) provoquant une inflammation, ou une augmentation de la formation de molécules appelées acides gras à chaîne courte, rapportées par d’autres chercheurs, n’ont pas été retrouvées dans cette étude. Blaut a dit, « Cela signifie qu’il n’y a peut-être plus d’un mécanisme qui sous-tend la croissance de l’obésité par les bactéries intestinales. »

Grâce à des études supplémentaires, Blaut a dit qu’il espère en apprendre davantage sur la façon dont C. ramosum affecte le métabolisme de l’énergie de son hôte et si des résultats similaires se produisent chez des souris classiques, compte tenu des bactéries présentes. « Démêler le mécanisme sous-jacent peut aider à développer de nouvelles stratégies dans la prévention ou le traitement de l’obésité », a-t-il dit.

La présente étude a été soutenue par l’Institute of Human Nutrition Potsdam-Rehbruecke en Allemagne.