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Introduction à la microbiologie environnementale ( BIO 1804) > Comportement des microbes > Flashcards

Comportement des microbes Flashcards

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1
Q

Deux modes de vie des microbes unicellulaires

A

Forme planctonique : forme libre en suspension dans un milieu liquide
Biofilm : une forme de communauté microbienne, sédentaire (forme la plus abondante dans la nature)

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Q

Communauté microbienne

A

Ensemble de microorganismes (espèces et souches différentes) qui vivent ensemble en communauté sur un support, en formant le plus souvent des biofilms

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Q

Isolat

A

Microorganisme qu’on a isolé (on connait pas encore sa fonction)

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4
Q

Souche

A

Gène particulier , spécifique.

On associe une fonction à cette souche, gène acquis par un isolat en question

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Q

Biofilm

A
  • Communauté microbienne (bactéries, champignons,
    algues, protistes,…) fixée sur un support et maintenue
    par la sécrétion d’une matrice adhésive et protectrice
  • Structure vivante, dynamique, en perpétuel remaniement
    en conférant un habitat propice aux microorganismes
    -Organisation sociétale des microorganismes
  • Lieu de communications et d’échanges de gènes entre
    les microorganismes
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6
Q

Composition du biofilm

A

Biofilm est enveloppé d’une couche protectrice de substances polymères extracellulaires d’éxopolysaccharides = Extracellular Polymeric Substances (EPS), formées de Polyosides et ADN

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7
Q

Qui produit de EPS?

A

Sécrétées par les microorganismes qui les protègent contre les stress environnementaux (antibiotiques, UV, prédation, nettoyage, etc.)

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8
Q

Où se forme les biofilms?

A

Toutes les surfaces dans un environnement humide avec présence d’éléments nutritifs est susceptible d’accueillir des biofilms

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9
Q

Biofilm étape 1 – Attachement et conditionnement du support

A
  • Absorption et formation d’un film de conditionnement
  • L’attachent est rapide et efficace sur des surfaces
    hydrophobes
  • Les molécules organiques constituant le film de
    conditionnement peuvent être utilisées comme
    nourritures pour les bactéries pionnières
  • À ce stade l’attachement et réversible
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10
Q

Biofilm étape 2 – Mouvement vers le supportconditionné

A
  • Accès des microorganismes vers le support conditionné
    par la chimiotaxie et la motilité,
  • Sédimentation, mouvement, transport convectif,
    organisation
  • À partir de cette étape, l’attachement est irréversible
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11
Q

Biofilm étape 3 – Adhérence sur le supportconditionné

A
  • Adhésion spécifique grâce à la sécrétion de molécules
    matricielles
  • La production de la matrice du biofilm est contrôlée par
    le QUORUM SENSING
  • Multiplication et croissance du biofilm

Exemple: Fibronectin-Binding Protein de bactéries Gram + et Fibronectine (substance déposée sur la surface du film de conditionnement)

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12
Q

Biofilm étape 4 – Maturation du biofilm

A
  • Croissance du biofilm continue grâce à la multiplication
    des microorganismes
  • La sécrétion des EPS continue aussi
  • Le biofilm grandit et atteint sa maturité
  • La taille devient macroscopique
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13
Q

Biofilm étape 5 – Dispersion du biofilm par des cellules planctoniques

A
  • Phase de dispersion induite par: vieillissement du
    biofilm, stress biotiques ou abiotiques, carences de
    nutriments, etc.
  • Les cellules peuvent activement se séparer du biofilm
  • Parfois, les microbes se nourrissent la matrice
  • Les cellules planctoniques se libèrent, se déplacent et
    colonisent de nouvelles surfaces en complétant le
    cycle du biofilm
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14
Q

Structure du biofilm mature

A 
20% de la biomasse microbienne
80% de matrice EPS et ADN
Canaux de circulation d’eau, nutriments et signaux
Canaux de rejets des déchets
Gradients de pH et O2
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15
Q

Applications des biofilms (positives)

A
  • Environnement :
    Traitement des eaux usées (systèmes de filtration,
    bioréacteurs, etc.)
    Assainissement des sols contaminés (biopiles,
    bioremédiation, phytoremédiation, etc.)
  • Agriculture :
    Protection des cultures contre les pathogènes
    Bio-dissolution et assimilation des minéraux par les
    plantes
  • Fabrication des médicaments
  • Fabrication des biocarburants 2ème et 3ème
    générations (biomasse cellulosique, micro-algues)
  • Fabrication d’agent de nettoyage
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16
Q

Problèmes causés par des biofilms

A
  • Médecine :
    Caries dentaires
    Contamination de surfaces
    Résistance accrue aux antibiotiques
    Infections nosocomiales
  • Contamination d’eau potable et aliments
  • Industrie :
    Colmatage et obturation des canalisations
    Corrosion
    Contamination
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17
Q

Chimiotaxie

A

Mouvement directionnel des cellules par rapport à des molécules chimiques présentes dans l’environnement

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18
Q

2 types de chimiotaxie

A

Attractive (nutriments)

Répulsive (toxines)

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19
Q

Rôle de la chimiotaxie

A

Rôle primordial dans le fonctionnement physiologique des microorganismes

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20
Q

Mouvement des microorganismes

A
  • Flagelle (structure assurant la mobilité la plus
    commune)
  • Déplacement par des cils
  • Déplacement par des pseudopodes et des plasmodes
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21
Q

Mouvement des microorganismes la même pour les eucaryotes et procaryotes?

A

Non,

Ils ont développé des mécanismes différents au niveau des flagelles

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22
Q

Différence de la structure des flagelles entre eucaryotes et procaryotes?

A

Eucaryote possède et procaryote possède pas :

  • Axonène
  • Corps basal
  • Centriole distal
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23
Q

Chimiotaxie: E. coli

A
  • Mouvement = alternance des phases ‘RUN’ et
    ‘TUMBLE’
  • En milieu homogène la trajectoire est aléatoire à cause
    de la courte durée de la phase run
  • En présence d’un gradient (chimiotaxie + ou -), les
    bactéries dirigent leur mouvement soit attraction ou
    répulsion, en alternant les deux phases
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24
Q

Régulation de la chimiotaxie (E. coli)

A

1 - Transmission des signaux
2 - Régulation des flagelles
3 - Régulation de récepteur

25
Q

Chimiotaxie de Dictyostelium

A

1) Les cellules en se divisant, secrètent une substance
répulsive pour favoriser la dispersion
2) Elles montrent un chimiotactisme positif envers l’acide
folique qui est rejeté par les bactéries (proies).
3) Production d’enzymes pour détruire l’acide folique
pour former un gradient et par conséquent localiser
les sources d’émission (proies)
4) Quand il n’y a plus de proies, les cellules changent de
comportement (sans répulsion et sans réponse à
l’acide folique)
5) Les cellules émettent de l’AMPc pour s’attirer les unes
des autres

26
Q

Chimiotaxie positive

A

Pour chercher des proies

27
Q

Propagation des pulsations de l’AMPc

A

Voir power point slide #40

28
Q

Mécanisme de la chimiotaxie chez Dictyostelium

A

Voir power point slide #41

29
Q

Communication microbienne

A

Quorum Sensing leur permet de communiquer entre elles et de conférer à la communauté bactérienne un comportement analogue aux organismes multicellulaires

30
Q

Quorum sensing est un mode de dialogue des procaryote ou eucaryote?

A

Procaryote

31
Q

Quorum sensing est basé sur quoi?

A

Sur la sécrétion des petites molécules appelées ‘auto-inducteurs’ produites en phase de croissance bactérienne

32
Q

Quorum sensing, si un seuil de concentration est atteint qu’est ce qui se passe?

A

Les auto-inducteurs activent un facteur de transcription, permettant l’expression des gènes

33
Q

Communication intra-spécifique

A

QS est utilisé pour communiquer entre les individus d’une même espèce
Auto-inducteur est spécifique à cette espèce

34
Q

Communication inter-spécifique

A

QS est utilisé pour communiquer entre les individus d’espèces différentes
Auto-inducteur est conservé entre les espèces

35
Q

L’un des auto-inducteurs intra-spécifiques le plus étudié est le?

A

N-acyl homosérine lactone (AHL) caractérisé chez Agrobacterium tumifaciens

36
Q

Auto-inducteurs intra-spécifiques des bactéries Gram – de type?

A

N-acyl homosérine lactone (AHL)

Variation de la longueur des acide gras, de l’état d’oxydation et de la nature du substituant d’un radical (H, O, OH)

37
Q

Auto-inducteurs intra-spécifiques des bactéries Gram + de type?

A

oligopeptide: Auto-Inducing Peptides (AIP)

38
Q

Auto-inducteurs conservé et universel chez les bactéries

de Gram-

A

AI-2 codé par le gène LuxS

39
Q

Système de communication bilingue des procaryotes

A

Chaque bactérie peut avoir plusieurs types de QS

40
Q

Mode de communication dans les BIOFILMS

A

Plusieurs espèces de bactéries peuvent inter-changer les communications en reconnaissant leurs auto-inducteurs
Système de communication multiple et Cross-talk

41
Q

Mécanisme du QS chez V. fischeri (2 étapes sont requises)

A

Molécules médiatrices: auto-inducteurs
Un récepteur des auto-inducteurs
1) À faible densité des cellules, l’AI en rouge est sécrété
2) Les bactéries se multiplient et l’AI s’accumule
3) Lorsqu’un seuil est atteint, l’AI active la
bioluminescence

42
Q

QS chez les bactéries Gram – : LuxI/LuxR (QS Type 1)

A
  • AHL est activé par une enzyme codée le gène LuxI.
  • À faible densité d’AHL, le récepteur/facteur de
    transcription LuxR n’est pas activé
  • Densité des bactéries est proportionnelle à la
    concentration d’AHL.
  • À forte concentration, AHL pénètre efficacement dans
    les bactéries, et se fixe sur le récepteur/facteur de
    transcription LuxR codé par le gène LuxR.
  • LuxR-AHL active le promoteur…
  • Système QS de type 1 chez les bactéries est homologue
    chez d’autres bactéries de Gram -
43
Q

QS des bactéries Gram positives (Streptococcus pneumonia )

A
  • Le peptide AIP est sécrété par un transporteur actif
    (ATP-Binding Protein) vers l’extérieur.
  • AIP se lie à un récepteur transmembranaire, et la
    transmission du signal se fait par phosphorylation d’un
    facteur de transcription.
  • Le QS chez S. pneumonia est typique des bactéries
    gram-positives.
  • comAB code pour le transporteur de l’AIP;
  • comC code pour l’AIP;
  • comD code pour le récepteur;
  • comE code pour le facteur de transcription.
44
Q

Concentration des AI est…

A

Proportionnelle au nombre de cellules

45
Q

Mécanisme du QS Type 2

A

Deux voies de QS type 2 (AI universel) dans différents genres de bactéries Gram négatives. Les deux systèmes diffèrent dans la détection d’AI-2et la transmission du signal.

46
Q

Rôle primordial du QS

A

Rôle primordial dans la virulence des microbes pathogènes

47
Q

Transfert horizontal des gènes

A

Un processus par lequel un organisme acquiert du matériel génétique d’un autre organisme sans en être le descendant

48
Q

Rôle du transfert horizontal des gènes (TGH)

A

Le transfert horizontal joue un rôle majeur dans leur diversification et évolution.

49
Q

Mécanismes communs du THG

A
  • Transfert d’ADN de bactérie à bactéries
  • Transfert d’ADN de bactérie à phage
  • Transfert de plasmide de bactérie à bactérie
50
Q

Biofilm un endroit propice pour les TGH? Pouquoi?

A

Oui à cause de la proximité

51
Q

Rythme circadien

A

Un rythme biologique oscillatoire d’une durée d’environ 24 heures
La majorité des êtres-vivants possèdent un rythme circadien, y compris les microorganismes

52
Q

Mécanisme controllant le rythme circadien chez N. crassa

A

3 protéines importantes: WC1, WC2 formant un dimère WCC, et FRQ. Le système fonctionne en boucle de rétroaction ‘Feedback Loop’ sous l’action de la lumière bleue.

WC1 : photorécepteurs vont detecter la lumière, une fois détectée, ils vont aller activer un gène (gène fréquence/FRQ), qui contrôle la cascade de gène.
Par la suite, le système de fluctuation en l’espace de 24h, (lumière, on augmente FRQ (**tjrs délais, réception activation)),
WC1 + WC2 : protéique dimérique détecte la lumière et active gène FRQ

53
Q

Chimiotaxie étape 1 : transmission des signaux

A
  • Le gradient chimique est perçu par plusieurs récepteurs
    transmembranairesMCPs qui varient selon les
    molécules détectées
  • Les MCPs interagissent avec 2 protéines cytoplasmiques
    CheW et CheA
  • Quand MCP n’est pas fixé au stimulus, CheA
    s’autophosphoryle par une activité d’histidine kinase
54
Q

Chimiotaxie étape 2 : régulation des flagelles pour TUMBLE

A
  • CheA phosphorylée, transmet son P à CheY
  • CheY-P se dirige et se fixe sur le flagelle ou elle va
    enclencher un mouvement dans le sens des aiguilles
    de montre => phase Tumble
  • CheY est un médiateur qui transmet le signal
55
Q

Chimiotaxie étape 2 : régulation des flagelles pour RUN

A
  • CheZ dé-phosphoryle CheY-P fixée sur le flagelle
  • Le résultat donne une rotation des flagelles dans le sens
    contraire des aiguilles de montre => Run
  • Le cycle recommence avec la phosphorylation de CheY
56
Q

Chimiotaxie étape 2 : régulation des flagelles pour une alternance entre TUMBLE et RUN

A
  • En absence d’un stimulus fixé sur MCP, la bactérie
    maintient un rapport intermédiaire entre CheY
    phosphorylée et non-phosphorylée
  • [CheY-P] = [CheY]
  • Résultat: alternance entre Tumble et Run
  • Mouvement aléatoire
57
Q

Chimiotaxie étape 2 : régulation des flagelles pour une augmentation de la phase RUN

A
  • En présence d’un stimulus (ex. chimio-attractants), MCP
    empêche l’autophosphorylation de CheA, ce qui se
    traduit par une baise de CheY-P
  • Résultat: augmentation de la fréquence de la phase Run
  • Mouvement orienté
58
Q

Chimiotaxie étape 3: régulation du récepteur

A
  • En présence du stimulus, le récepteur MCP est régulé
    par méthylation avec CheR qui a une activité de
    méthyle transférase des résidus glutamates de la
    partie cytoplasmique de MCP
  • Plus MCP est méthylé plus qu’il est sensible jusqu’à
    saturation
  • En absence du stimulus, CheA phosphoryle aussi CheB.
  • CheB-P a une activité de méthyle estérase (opposée à
    l’activité de CheR) qui enlève les méthyles des
    résidus glutamates de la partie cytoplasmique de
    MCP
  • Ceci permet à E. coli de comparer le gradient du
    stimulus (sorte de mémoire) en circuit de Feedback

Introduction à la microbiologie environnementale ( BIO 1804) (8 decks)

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