Cours 8

Question 1

Combien de cellules humaines et de gènes avons nous? Et de cellules microbiennes et gènes microbiens?

Answer 1

-30 billions de cellules humains et 20 000 gènes
-39 billions de cellules microbiennes et 2 à 20 millions de gènes microbiens
*Nous sommes une part infime de la vie sur Terre

Question 2

Qui est l’inventeur du microscope?

Answer 2

-Antoni Van Leeuwenhook
-bcp de microbes dans la bouche

Question 3

Qu’est ce que la théorie des germes de la maladie? Et le pasteurianisme?

Answer 3

-Théorie: les m.o pathogènes causent la maladie
-Pasteurianisme: La nature nuisible des microbes nécessite une intervention de l’État et des citoyens en matière d’hygiène. (congélateur, frigidaire)

Question 4

Qu’est ce que l’hypothèse hygiéniste?

Answer 4

Une exposition précoce aux microorganismes protège contre les allergies en renforçant le système immunitaire

Question 6

Une surabondance de C. difficile dans l’intestin peut causer une diarrhée sévère. Par quoi est t’elle causé et comment traiter la C. difficile résistants aux antibiotique?

Answer 6

-Causé par surprescription d’antibios, qui endommagent la diversité du microbiote intestinal
-Peut être traité par la transplantation de selles d’un donneur sain

Question 7

Qu’est ce qu’un métagenome?

Answer 7

-Ensemble des génomes de tous les microbes dans un microbiote
-Il existe des communautés similaires de microbes dans certaines régions du corps, telles que le visage, la peau superficielle de l’avant, divers plis cutanés. Fait du sens car ces enviro ont probablement des contraintes enviro similaires telles que la température, l’humidité et l’exposition à l’oxygène

Question 8

Le microbiote intestinal a été lié à de nombreux traits:

Answer 8

-Alimentation
-Anxiété
-Maladie inflammatoire de l’intestin
-Dépression
-Troubles auto-immuns
-Allergies
-Obésité
-Famille

Question 9

Qu’est ce qu’un code barre ADN (ADN encodage)?

Answer 9

-Petite région génique très variable qui peut être utilisée pour identifier une espèce
-Encodage = identifier un échantillon ou une lecture inconnu en associant une région de séquence unique à une base de données d’OTU connus

Question 10

Que veut dire UTO?

Answer 10

Unité Taxonomique Opérationnelle
-Copies de code-barres avec une identité de séquence de 95 à 99%
-Une définition pratique de l’espèce

Question 11

À quoi sert le séquençage de l’ADN (DNA barcoding)?

Answer 11

-Identifier présence ou absence d’une espèce particulière dans différents contextes.
-Identifier des agents pathogènes rares

Question 12

Que veut dire métabarcodage? Et métabarcodage 16S?

Answer 12

-Identifier tous les organismes dans un échantillon communautaire en les codant tous en une seule fois

-Identifier toutes les bactéries dans un échantillons communautaire en les codant toutes en une seule fois avec le code barre de l’ARNr 16S

Question 13

Quelles sont les étapes du métabarcodage 16S?

Answer 13

1) Extraire l’ADN d’un échantillon de microbiote
2) Amplifier la région 16S de toutes les bactéries de l’échantillon
3) Regrouper les régions 16S en OTU
4) Identifier le genre et l’espèce de chaque OTU
5) Mesurer l’abondance relative de chaque OTU bactérien
6) Étudier l’écologie du microbiote

Question 14

Expliquez la méthode du métagénome ‘shotgun sequencing’ et son avantage

Answer 14

Séquençage de l’ensemble du métagénome
-Sautez l’étape du codage et séquencez tout l’ADN de toutes les bactéries de l’échantillon en une seule fois.
-Ensuite, associez les séquences géniques bactériennes à une base de données de gènes aux fonctions connues pour voir ce que font les bactéries dans vos échantillons.
-Avantage: Permet d’identifier ce qui se passe dans le microbiome

Question 15

Pour quoi le métabarcodage 16S est idéal?

Answer 15

Pour mesurer la diversité et l’abondance des communautés microbiennes.

Question 16

Définissez diversité alpha, richesse des espèces et uniformité des espèces

Answer 16

-Diversité alpha: moyenne de la diversité des espèces au sein des sites. Souvent représentée sous forme de diagramme en boîte des échantillons provenant de différents endroits.
-Richesse des espèces: Combien d’espèces présents dans chaque échantillon?
-Uniformité: Comment les espèces sont elles distribuées dans chaque échantillon?

*Une bonne mesure de la diversité alpha tiendra compte à la fois de la richesse et de l’uniformité

Question 17

Qu’est ce que la diversité bêta?

Answer 17

-L’étendue de la différenciation des communautés entre les sites ou les échantillons. C-a-d à quel point les échantillons sont ils différents les uns des autres?
-Habituellement représentée dans une ‘ordonnance’ telle que PCoA ou NMDS, qui est essentiellement la même chose que l’analyse en composantes principales.

Question 18

Ces méthodes semblent être de bonnes façons de mesurer la diversité des espèces, mais comment savez-vous quand arrêter de compter ? Comment tenez-vous compte de la profondeur de séquençage inégale entre vos échantillons ?

Answer 18

-L’approche traditionnelle en écologie consiste à construire des courbes de raréfaction
-Vous pouvez arrêter le séquençage quand vous cessez de trouver de nouvelles espèces

Question 19

Vrai ou faux: La diversité et l’abondance du 16S varient selon les populations humaines et les modes de subsistance

Answer 19

Vrai. Se regroupent en chasseurs-cueilleurs, agriculteurs, régime occidental

Question 20

Il y a une forte différences des bactéries présentes selon le type de régime alimentaire et l’agriculture. Qu’est ce qu’on voit chez les Hadza?

Answer 20

-Il est probable que les bactéries dans les intestins des Hadza facilitent la digestion d’un régime riche en fibres et d’un mode de vie de cueillette
-Changements saisonniers dans le régime alimentaire et le microbiome des Hadza
Saison sèche = chasse
Saison des pluies = miel et baies
-Toute l’année = tubercules et baobabs

Question 21

Quelle population a le microbiome intestinal le plus diversifié de toutes les pop humaines connues?

Answer 21

-Les Yanomami, une population de chasseurs cueilleurs amazoniens

Question 22

En comparaison à quelle espèce avons nous un niveau de diversité microbienne dans l’intestin extrêmement faible?

Answer 22

En comparaison avec les grands singes sauvages

Question 23

Définition CAZyme

Answer 23

-Enzymes actives sur les glucides. Enzymes produites par les microbes qui dégradent différents types de composés organiques
-En fonction d la saison, de la pop et du régime alimentaire correspondant, les microbes présents dans l’intestin produisent différentes qté de ces enzymes, ce qui permet la digestion de ces aliments variés

Question 24

Vrai ou faux: Les échantillons du microbiome se regroupent selon la saison des pluies et la période d’échantillonnage (sèche) chez les singes capucins

Answer 24

Vrai

Question 25

Quelle est la meilleure façon d’étudier les microbiomes d’espèces éteintes?

Answer 25

Étudier le tartre dentaire.
Au cours de la vie, les microbes dans la bouche se retrouvent piégés dans ce matériau hautement minéralisé qui se conserve extrêmement bien
-Peut aussi fournir de l’info sur les régimes alimentaires des anciens humains

Question 26

Vrai ou faux: Les microbiomes des Néandertaliens ont également été examinés et ils sont plus similaires à ceux des humains modernes qu’à ceux des chimpanzés.

Answer 26

Faux. C’est le contraire.

Question 27

Avec le microbiome du tartre dentaire des Néandertaliens, on a pu voir qu’il existe des preuves de variation alimentaire entre les sites. Lesquelles?

Answer 27

-En Belgique, récupèrent des lectures qui correspondent à des différents méga-herbivores tel que des chèvres et des rhino ce qui correspond à l’image des Néandertaliens en tant que chasseurs
-En Espagne, il y avait des preuves d’un régime bcp plus végétarien

Question 28

Sens opposé pour le métabolisme des acides aminés chez les herbivores et les carnivores. Quel est la différence?

Answer 28

-Les herbivores sont enrichis en réactions biosynthétiques
-Les carnivores sont enrichis en dégradation des acides aminés

Question 29

Qu’est ce qu’un mammifère myrmécophage?

Answer 29

Mammifères se nourrissant de fourmis et de termites
-Il y a une convergence des microbes intestinaux chez ces mammifères, car ils partagent un régime alimentaire extrêmement similaire

Question 30

Des souris exemptes de germes (‘gnotobiotiques’) peuvent être élevées sans microbiote intestinal jusqu’à ce qu’on leur en donne un. Que se passe t’o; si on transplante des microbes intestinaux humains dans des souris exemptes de germes?

Answer 30

-Des souris sans microbiote intestinal reçoivent une transplantation fécale humaine
-La moitié reçoit un régime alimentaire normal pauvre en graisses et en polysaccharides végétaux, et l’autre moitié passe à un régime occidental riche en graisses et en sucre
-Les bactéries humaines prennent le dessus. Pendant les quatre premières semaines, lorsque toutes les souris reçoivent le régime pauvre en graisses et riche en polysaccharides végétaux (LF/PP), leur microbiote intestinal a une composition similaire chez toutes les souris pendant quatre semaines.
-Mais après seulement UN JOUR avec le régime occidental, le microbiote intestinal du groupe sous régime occidental se renouvelle complètement !
-Les souris grossissent surtout celles sous régime occidental et les communautés microbiennes sont transmises à la génération suivante

Question 31

Ce qui s’est passé avec les souris peut t’il se passer avec les humains?

Answer 31

-Les régimes de 20 personnes ont été modifiés pendant quatre jours (10 à base de plantes, 10 à base de viande), et leur microbiote intestinal a été échantillonné chaque jour.
-La similarité du microbiote intestinal de chaque individu avec ses communautés de base (diversité bêta) a changé de manière significative dans le régime à base d’animaux après un jour !
-Le changement alimentaire modifie également l’activité des microbes et le taux d’expression des gènes bactériens impliqués dans différents types de digestion

Question 32

Est ce que les bactéries de votre intestin peuvent envoyer des messages à votre cerveau?

Answer 32

-Bcp d’entre nous ressentent une relation entre notre état mental et notre ressenti dans nos intestins
-Ex: assez courant d’avoir des problèmes intestinaux quand on est vraiment anxieux ou stressés

Question 33

L’axe microbiote-intestin-cerveau. Quel nerf est capable d’envoyer et de recevoir des signaux d’homéostasie entre l’intestin et le cerveau?

Answer 33

Le nerf vague

Question 34

Les niveaux d’hormones de stress diminuent chez les souris nourries avec des probiotiques. Déf de probiotique?

Answer 34

Micro-organisme vivant qui quand administré en qté adéquate confère un bénéfice pour la santé de l’hôte

Question 35

Quelles sont les façons de mesurer l’anxiété chez les souris?

Answer 35

-Dans le labyrinthe en croix surélevé, les souris qui passent plus de temps dans l’espace ouvert sont considérés comme ayant une faible anxiété, contrairement à celles qui se cachent dans les boîtes
-La boite claire/sombre

Question 36

Dans quelle situation le GABA (neurotransmetteur associé au stress) diminue?

Answer 36

Quand les souris sont nourries avec Lactobacillus rhamnosus en tant que probiotique
-Mais seulement lorsque le nerf vague reste intact!
-Le même effet est observé dans les tests de comportement
*Évidence pour communication entre intestin et cerveau

Question 37

Qu’est ce que la fermentation?

Answer 37

-On modifie l’environnement sélectif pour favoriser la croissance de certains microbes et diminuer la croissance d’autres
-La fermentation domestique ne se fait pas dans des contextes stériles
-Sandor Katz, fervant défenseur de la fermentation
ex: kimchi (enviro très salé favorise bactérie lactique comme lactobacillus qui ont effets probiotiques) ou tempeh

Question 38

Collecte d’aliments provenant de divers aliments fermentés + collecte d’échantillons d’excréments de tous les participants du cours, ensuite congelé les échantillons pour arrêter leur croissance. Résultats?

Answer 38

-Les échantillons de nourriture et les échantillons de selles formaient des groupes clairement différents dans l’analyse de la diversité bêta
-Aussi trouvé des clusters microbiens distincts pour diff communautés alimentaires (légumineuses/produits laitiers/céréales)

Question 39

Preuve de transfert microbien:

Answer 39

1) Commence avec du lait chèvre cru
2) Inoculé avec des cultures de départ de kéfir qui est très diversifié et de yaourt qui ne l’est pas
3) Le lait devenu kéfir est bcp plus diversifié
*Au final, nous avons identifié plusieurs souches de bactéries dans les intestins des personnes provenant des aliments fermentés, qui sont connues pour être probiotiques!