Cours 1 Flashcards

1
Q

Quels sont les principaux objectifs du cours MCB 3984 Diversité Microbienne ?

A

Le cours vise à présenter les différents types de micro-organismes, leurs habitats, leur importance dans les cycles biogéochimiques et leur influence sur le climat. Il explore également le fonctionnement des communautés et populations microbiennes, les différents microbiomes et leur rôle dans les maladies. Le cours permet d’acquérir des connaissances sur les techniques d’identification microbienne classiques et moléculaires.

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2
Q

Comment le cours est-il organisé ?

A

Le cours est offert en format hybride, comprenant des cours en présentiel, en ligne asynchrones et 10 séances de travaux pratiques en laboratoire. L’évaluation se compose d’un examen intra, d’un examen final (QCM et développement) et de l’utilisation des forums pour les questions.

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3
Q

Quelle est l’importance des micro-organismes dans l’environnement ?

A

Les micro-organismes représentent une part importante de la vie sur Terre, avec environ 1 trillion d’espèces estimées. Ils jouent un rôle crucial dans les cycles biogéochimiques, interagissent avec les plantes et les animaux et influencent directement le climat.

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4
Q

Expliquez le concept « Une seule santé ».

A

Une seule santé est une approche intégrée qui vise à équilibrer et à optimiser la santé des personnes, des animaux et des écosystèmes. Ce concept reconnaît l’interdépendance entre la santé humaine, animale et environnementale.

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5
Q

Définissez la diversité microbienne et expliquez comment elle est influencée par l’environnement.

A

La diversité microbienne englobe toutes les espèces de micro-organismes existantes. Elle est souvent définie par un environnement spécifique, caractérisé par ses propriétés physico-chimiques.

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6
Q

Décrivez le système de classification biologique hiérarchique utilisé pour les micro-organismes.

A

La classification est hiérarchique, allant du domaine à l’espèce. Un exemple pour Escherichia coli : Bacteria (Domaine), Proteobacteria (Phylum), Gamma Proteobacteria (Classe), Enterobacteriales (Ordre), Enterobacteriaceae (Famille), Escherichia (Genre), Escherichia coli (Espèce).

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7
Q

Que sont les arbres phylogénétiques et quelle est leur utilité dans l’étude des micro-organismes ?

A

Les arbres phylogénétiques sont des représentations visuelles de la classification des organismes. Ils permettent de visualiser les relations évolutives entre les organismes, y compris les micro-organismes.

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8
Q

Quelles sont les questions fondamentales posées en écologie microbienne et les techniques utilisées pour y répondre ?

A

Les questions clés sont : Qui est présent ? (Diversité), Combien sont-ils ? (Abondance) et Qui fait quoi ? (Fonctionnalité). Les méthodes classiques et moléculaires sont utilisées pour répondre à ces questions.

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9
Q

Décrivez l’approche culturomique et son importance.

A

La culturomique vise à cultiver le plus grand nombre possible de micro-organismes d’une communauté. Elle est importante car elle permet de découvrir de nouvelles espèces et d’étudier leurs propriétés, comme l’illustre l’exemple de Thermus aquaticus, source d’une enzyme essentielle pour la PCR.

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10
Q

Expliquez les méthodes classiques d’identification et de quantification des micro-organismes.

A

Elles comprennent l’isolement direct ou après enrichissement, l’examen au microscope (champ clair, contraste de phase, champ noir, fluorescence), le dosage de substances spécifiques (lipides, pigments) et les analyses physiologiques (CLPP).

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11
Q

Quels sont les avantages et les inconvénients des méthodes classiques ?

A

Avantages: Peu coûteuses, largement disponibles, permettent la quantification, donnent une indication de la diversité et de la complexité, permettent des études physiologiques et phénotypiques. Inconvénients: Longues et manipulatrices, les échantillons doivent être analysés immédiatement, le choix du milieu de culture est crucial, nécessitent généralement la croissance des micro-organismes.

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12
Q

Décrivez les méthodes moléculaires d’identification et de quantification des micro-organismes.

A

Ces méthodes incluent la mesure de la quantité d’acides nucléiques, les techniques d’électrophorèse sur gel d’agarose (DGGE, TGGE, RFLP, AP-PCR), le profilage des plasmides, les techniques de séquençage (ARNr 16S/18S, phylogénie basée sur des gènes spécifiques, métagénomique) et la spectrométrie de masse (MALDI-TOF).

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13
Q

Comment la quantité d’ADN est-elle mesurée par spectrophotométrie et par fluorescence ?

A

Spectrophotométrie: L’absorbance de l’ADN est mesurée à 260 nm, permettant de calculer la concentration. Fluorescence: Des intercalants d’acides nucléiques fluorescents sont utilisés, et la fluorescence est proportionnelle à la quantité d’ADN.

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14
Q

Décrivez le principe de la DGGE/TGGE et ses applications.

A

La DGGE/TGGE sépare les fragments d’ADN en fonction de leur séquence sur un gradient de dénaturant ou de température. Cette technique permet d’étudier la diversité microbienne et d’identifier des mutations.

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15
Q

Expliquez le principe de la RFLP et ses limitations.

A

La RFLP utilise des enzymes de restriction pour digérer l’ADN et générer des profils de fragments spécifiques. Limitations: La complexité des profils, la spécificité dépendante du choix des enzymes et la nécessité d’une PCR.

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16
Q

Décrivez la technique AP-PCR et ses applications.

A

L’AP-PCR utilise des amorces arbitraires pour amplifier des régions aléatoires du génome, créant une empreinte génétique. Cette méthode est utile pour comparer des souches bactériennes et étudier la diversité génétique.

17
Q

Expliquez comment les profils de plasmides peuvent être utilisés pour l’identification bactérienne.

A

Certaines bactéries possèdent des plasmides, dont le nombre et la taille peuvent être uniques à une espèce. L’analyse des profils de plasmides permet de différencier des souches bactériennes. Limitations: Possibilité de faux négatifs (perte de plasmides) et de faux positifs (transfert de plasmides).

18
Q

Décrivez le principe de la PCR quantitative et ses applications en microbiologie.

A

La PCR quantitative utilise des amorces spécifiques et une mesure en temps réel de la fluorescence pour quantifier l’ADN cible. Elle permet de quantifier des gènes, d’analyser l’expression des gènes et d’étudier la dynamique des populations microbiennes.

19
Q

Expliquez le principe de la spectrométrie de masse MALDI-TOF et ses applications en identification bactérienne.

A

La MALDI-TOF ionise les molécules d’un échantillon et les sépare en fonction de leur rapport masse/charge. Le spectre de masse obtenu est comparé à une base de données pour identifier la bactérie.

20
Q

Quels sont les avantages et les inconvénients de la spectrométrie de masse MALDI-TOF ?

A

Avantages: Rapidité, faible coût, peu de manipulations, facilite l’échange de résultats et d’expertises. Inconvénients: Nécessite une culture bactérienne, difficultés en cas de contamination ou de cultures mixtes, identification limitée aux micro-organismes présents dans les bases de données.

21
Q

Décrivez le principe du séquençage du gène de l’ARNr 16S/18S et ses applications en phylogénie microbienne.

A

L’ARNr 16S/18S est un gène présent dans tous les organismes, avec des régions conservées et variables. Le séquençage de ce gène permet de construire des arbres phylogénétiques, d’identifier des micro-organismes et d’étudier les relations évolutives.

22
Q

Expliquez la phylogénie basée sur des gènes spécifiques et son utilité en écologie microbienne.

A

Des gènes spécifiques codant pour des fonctions particulières, comme la fixation de l’azote (gène nifH), peuvent être séquencés. Cela permet d’identifier les micro-organismes responsables de ces fonctions et d’étudier leur diversité.

23
Q

Décrivez la métagénomique et son impact sur la microbiologie.

A

La métagénomique est le séquençage de l’ADN total d’une communauté microbienne, sans culture préalable. Elle permet d’identifier les micro-organismes présents, de quantifier leur abondance relative et d’étudier les fonctions qu’ils remplissent dans l’écosystème.

24
Q

Quels sont les avantages et les inconvénients des techniques de séquençage en microbiologie ?

A

Avantages: Analyses à haut débit, rapidité, pas besoin de culture, congélation des échantillons possible, facilite le transfert et l’échange de données, seuils de détection faibles. Inconvénients: Difficulté de standardisation des méthodes d’extraction, coût élevé de certaines méthodes, choix des amorces et sondes crucial (biais de détection).

25
Q

Comment choisir la méthode d’identification et de quantification la plus appropriée pour une étude donnée ?

A

Le choix dépend du but de l’étude, des ressources disponibles (expertise, budget, équipement) et des caractéristiques de l’échantillon.

26
Q

Donnez des exemples de situations où des méthodes spécifiques seraient préférées.

A

Diversité bactérienne de la mer Rouge: phylogénie basée sur l’ARNr 16S. Distribution des gènes de fixation de l’azote dans le sol: sondes nif fluorescentes. Étude fonctionnelle globale d’un écosystème: métagénomique. Identification de micro-organismes intestinaux utilisant le galactose pour la biotechnologie: analyse fonctionnelle classique. Identification d’un pathogène isolé d’un patient hospitalisé: spectrométrie de masse.

27
Q

Qu’est-ce qu’un microbiome et donnez un exemple de microbiome important pour la santé humaine.

A

Un microbiome est l’ensemble des micro-organismes (bactéries, archées, champignons, virus) vivant dans un environnement spécifique, comme le corps humain. Le microbiome intestinal est un exemple crucial pour la santé humaine, influençant la digestion, l’immunité et le bien-être général.

28
Q

Comment les micro-organismes peuvent-ils influencer le climat ?

A

Certains micro-organismes, comme les algues, absorbent le CO2 atmosphérique par photosynthèse. D’autres produisent des gaz à effet de serre, comme le méthane, contribuant au réchauffement climatique.

29
Q

Pourquoi est-il important de comprendre la diversité et la fonctionnalité des micro-organismes ?

A

La connaissance des micro-organismes est essentielle pour comprendre leur rôle dans les écosystèmes, les cycles biogéochimiques, la santé humaine et animale, ainsi que pour développer des applications biotechnologiques.

30
Q

Quelles sont les implications de la culturomique pour la découverte de nouveaux médicaments et de nouvelles enzymes ?

A

La culturomique permet de cultiver des micro-organismes auparavant inaccessibles, ce qui ouvre la voie à la découverte de nouvelles molécules bioactives, comme des antibiotiques ou des enzymes, ayant des applications potentielles en médecine et en biotechnologie.