Microbiomes et associations hôtes

Les plantes et les animaux hébergent des communautés microbiennes complexes, leurs microbiomes, et ces associations hôte-microbe vont de symbioses mutuellement bénéfiques à des relations qui façonnent la biologie de l'hôte de manière subtile.

Definition

Un microbiome est la communauté de microorganismes associée à un hôte ou un habitat particulier, et les associations hôtes sont les relations symbiotiques, allant du mutualisme au commensalisme, entre les microbes et leurs hôtes végétaux ou animaux.

Scope

Ce sujet aborde le concept du microbiome en tant que communauté de microbes associée à un hôte ou à un environnement ; la diversité et les fonctions des communautés associées à l'hôte ; les symbioses classiques telles que les nodules racinaires fixateurs d'azote et les communautés intestinales des ruminants ; les méthodes utilisées pour caractériser les microbiomes par séquençage ; et les principes généraux de la manière dont les partenaires microbiens influencent la nutrition, le développement et la défense de l'hôte.

Core questions

• Qu'est-ce qu'un microbiome et comment est-il caractérisé ?
• Comment les communautés microbiennes s'associent-elles aux hôtes végétaux et animaux ?
• Quelles fonctions les microbes associés à l'hôte remplissent-ils ?
• Comment les méthodes de séquençage révèlent-elles la composition du microbiome ?

Key concepts

• Le concept de microbiome
• Mutualisme, commensalisme et symbiose
• Symbioses fixatrices d'azote et intestinales
• Profilage de communauté basé sur le séquençage
• Contributions microbiennes à la fonction de l'hôte

Key theories

Analyse du microbiome indépendante de la culture

Le séquençage de gènes marqueurs et de communautés entières directement à partir d'échantillons d'hôtes ou environnementaux a révélé la composition des microbiomes sans culture, transformant ainsi l'étude des associations hôte-microbe.

Mechanisms

Les microbes associés à l'hôte colonisent des tissus et des surfaces spécifiques, où ils interagissent avec l'hôte et entre eux. Dans de nombreuses symbioses, les microbes remplissent des fonctions que l'hôte ne peut pas réaliser, comme la fixation de l'azote pour les légumineuses ou la digestion de la matière végétale dans l'intestin des herbivores, tandis que l'hôte fournit des nutriments et un habitat. Les microbiomes sont caractérisés par l'extraction de l'ADN de la communauté et le séquençage de gènes marqueurs ou de génomes entiers pour révéler leur composition et leur potentiel fonctionnel.

Clinical relevance

Les communautés microbiennes associées à l'hôte contribuent à la nutrition, au développement et à la résistance des plantes et des animaux à la colonisation par des microbes nuisibles. L'étude des microbiomes éclaire l'agriculture, les sciences de l'environnement et la recherche sur la relation entre les communautés microbiennes et la biologie de l'hôte.

History

Des études classiques sur les symbioses, telles que la fixation de l'azote dans les nodules de légumineuses, menées par Beijerinck et d'autres, ont établi que les microbes forment des partenariats essentiels avec les hôtes. Le développement ultérieur du séquençage indépendant de la culture, s'appuyant sur des approches comme celles de Pace, a ouvert l'étude systématique des microbiomes complexes.

Key figures

• Norman Pace
• Martinus Beijerinck

Seminal works

• pace1997
• madigan2018

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre un microbiome et une communauté microbienne ?

Une communauté microbienne est tout assemblage de microbes interagissant dans un environnement partagé. Un microbiome fait généralement référence à la communauté associée à un hôte ou un habitat spécifique, souvent considérée avec l'ensemble de ses gènes et de ses fonctions.