Considerations in the use of fluorescence in situ hybridization (FISH) and confocal laser scanning microscopy to characterize rumen methanogens and define their spatial distributions.

Valle, E.R., Henderson, G., Janssen, P.H., Cox, F., Alexander, T.W., et McAllister, T.A. (2015). « Considerations in the use of fluorescence in situ hybridization (FISH) and confocal laser scanning microscopy to characterize rumen methanogens and define their spatial distributions. », Canadian Journal of Microbiology, 61(6), p. 417-428. doi : 10.1139/cjm-2014-0873  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Dans la présente étude, on a eu recours à l’autofluorescence du coenzyme F420 spécifique aux méthanogènes et à la microscopie à balayage confocal au laser afin de repérer et de définir les distributions spatiales de méthanogènes ruminaux évoluant dans des microenvironnements à l’état libre, intégrés à des biofilms et associés à des protozoaires. L’hybridation in situ en fluorescence (FISH) avec contrôle thermique de l’hybridation a été employée dans le but de décrire la diversité des méthanogènes. Un prétraitement à la chaleur (65 °C, 1 h) s’est révélé être une méthode non invasive favorisant l’accès des sondes aux ARN de méthanogènes ciblés. Malgré les efforts déployés pour optimiser le FISH, les sondes spécifiques à l’ARNr 16S de méthanogènes, dont Arch915, se sont associées à des cellules dépourvues de F420, révélant peut-être des Methanomassiliicoccales non caractérisés ou s’expliquant par une liaison non spécifique à d’autres membres de la communauté bactérienne ruminale. On a démontré qu’une sonde ciblant le gène de la méthyl-coenzyme M réductase (mcr) spécifique à la méthanogénèse parvenait à détecter des cellules de Methanosarcinaavec des signaux d’une intensité comparable à celle de sondes d’ARNr 16S. Or, la sonde n’a su s’hybrider à la plupart des méthanogènes émettant de la F420, probablement en raison de différences au chapitre de la perméabilité de la paroi cellulaire chez les diverses espèces de méthanogènes. On a révélé que des méthanogènes s’intégraient à des biofilms microbiens et faisaient office d’ecto- et endosymbiotes auprès de protozoaires ruminaux. Une caractérisation et une définition de la distribution spatiale des méthanogènes ruminaux pourraient ouvrir des pistes de solutions aptes à freiner la méthanogénèse chez les ruminants.

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