la différence entre le caca de koala et le caca de wombat n’est pas seulement en forme! Différentes communautés microbiennes indiquent pourquoi les koalas sont capables de digérer les feuilles des Eucalyptus. Hier, nous avons publié des analyses géniques et génomiques des microbiomes fécaux du koala et du wombat qui indiquent une spécialisation métabolique pour la digestion de L’Eucalyptus par Miriam E. Shiffman, Rochelle M. Soo, Paul G. Dennis, Mark Morrison, Gene W., Tyson, Philip Hugenholtz. Ici, Miriam Shiffman fournit le contexte de l’étude et un aperçu accessible de ce que cette étude sur la digestion des wombats et des koalas peut nous dire.
Maintenant, vous avez probablement entendu parler de votre microbiote intestinal – la communauté de milliards de microbes qui colonisent votre tube digestif. Vous avez peut-être également entendu parler de la façon dont votre microbiote peut affecter la nutrition, la perte de poids, les allergies et même l’Humeur. Mais à quoi ressemblerait le microbiote intestinal chez un animal qui ne mange qu’un seul type d’aliments? Et si cette nourriture était toxique pour presque tous les autres animaux?,
Les koalas subsistent entièrement sur les feuilles des eucalyptus, qui contiennent un cocktail complexe de composés toxiques pour les animaux et les microbes. En fait, parmi tous les mammifères, seuls le koala et trois autres marsupiaux (opossum à queue brosse, opossum à queue sonnante et grand planeur) sont connus pour consommer le feuillage d’eucalyptus. Ainsi, les koalas servent d’exemples manuels pour étudier comment les communautés microbiennes dans l’intestin peuvent évoluer pour permettre à leurs hôtes de prospérer dans une niche alimentaire spécialisée.,
Auparavant, les chercheurs ont étudié le microbiome intestinal du koala en utilisant le séquençage de l’ARNr 16S (”qui est là », mais pas” que font-ils ») et des tests in vitro avec des isolats (”que font-ils », mais seulement parmi une poignée de microbes pouvant être cultivés en laboratoire). D’autre part, la métagénomique shotgun est une méthode révolutionnaire en écologie microbienne qui donne accès à tous les génomes microbiens dans un environnement donné – y compris la grande majorité non cultivée.,
en 2014, j’étais chercheur Fulbright invité au centre Australien D’Écogénomique de l’Université du Queensland. Mes co-auteurs et moi étions bien placés pour poursuivre cette recherche pour deux raisons: (1) vivant à Brisbane, nous avions accès à de nombreux marsupiaux Australiens indigènes, et (2) le Centre se spécialise dans les approches basées sur les séquences de l’écologie et de l’évolution des communautés microbiennes, y compris les méthodes de calcul pour extraire les génomes de populations microbiennes individuelles,
Koalas (pas Zagget) à Lone Pine Koala Sanctuary, Brisbane. Crédit: Miriam Shiffman CC BY
Nous avons décidé d’utiliser la métagénomique comparative pour étudier la spécialisation des microbes dans le système digestif du koala, en comparant le microbiome du koala à celui de son parent vivant le plus proche, le wombat. Contrairement à leurs cousins koalas, les wombats sont des herbivores généralistes qui consomment principalement des herbes et ne mangent pas D’Eucalyptus., Il serait contraire à l’éthique de nourrir les koalas autre chose que des feuilles d’Eucalyptus, de sorte que les wombats sont les plus proches d’un « groupe témoin” naturel pour les non-mangeurs d’eucalyptus.
à cette fin, nous avons collecté et analysé L’ADN microbien à partir d’échantillons fécaux, qui constituent un bon proxy non invasif pour l’étude du microbiote intestinal. Zagget le koala et Phil le wombat au nez Poilu du Sud, tous deux résidents du Lone Pine Koala Sanctuary à Brisbane (http://koala.net/en-au/), ont chacun gracieusement fait don de plusieurs de ces échantillons pour notre étude.,
en utilisant ces ensembles de données métagénomiques, nous avons identifié des voies métaboliques partagées et spécialisées dans les microbiomes des koalas et des wombats, à la fois au niveau communautaire (en tant que pool de gènes) et en zoomant sur les génomes de populations individuelles. Nous avons également étudié l’appartenance à une communauté microbienne (par séquençage de l’amplicon de l’ARNr 16S) chez huit koalas et sept wombats afin de généraliser nos résultats au-delà de Phil et Zagget.,
nous avons trouvé plusieurs lignées microbiennes partagées par le koala et le wombat qui jouent un rôle conservé dans la dégradation de la lignocellulose (un ingrédient commun dans les deux régimes alimentaires de l’hôte) et le recyclage de l’urée (une voie commune chez les herbivores). Nous avons également identifié plusieurs populations bactériennes qui étaient distinctives pour chaque hôte, y compris une population de Synergistaceae qui était répandue parmi les koalas étudiés et Code plusieurs voies liées à la dégradation des composés D’Eucalyptus.
Un wombat à nez Poilu du Sud (pas Phil)., Wikimedia (Kalyob) – CC BY-SA
notre contribution comprend un >génome complet à 99% pour cette population de Synergistaceae, qui, selon nous, sert de détoxifiant clé dans la communauté intestinale des koalas. Nous espérons que cette information conduira à l’isolement dirigé par le génome de cette population, qui n’est pas étroitement liée à d’autres membres séquencés de sa famille et mérite une étude plus approfondie.,
Au-delà d’une meilleure compréhension scientifique du rôle du microbiote intestinal dans la spécialisation de l’alimentation extrême, ces travaux pourraient conduire à des méthodes pour restaurer l’écologie intestinale des koalas malnutris élevés en captivité. Il sera également intéressant de déterminer si les trois autres marsupiaux australiens qui mangent de l’Eucalyptus partagent un microbiote commun, ou si des lignées microbiennes ont co-évolué indépendamment avec chaque hôte.
Merci à PeerJ d’avoir contribué à diffuser ce travail auprès d’un large public.,
Lire l’étude complète: les analyses géniques et génomiques des microbiomes fécaux du koala et du wombat indiquent une spécialisation métabolique pour la digestion de L’Eucalyptus
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