Dictyostelid - Dictyostelid

Dictyostelid
Dictyostelium discoideum 02.jpg
Dictyostelium discoideum
Classification scientifique e
Domaine: Eukaryota
Phylum: Amoebozoa
Subphylum: Conosa
Infraphylum: Mycétozoaires
Classer: Dictyostelia
Lister 1909, corrigez. Olive 197
Ordres

Les dictyostélidés ( Dictyostelia / Dictyostelea , ICZN ou Dictyosteliomycetes , ICBN ) sont un groupe de moisissures visqueuses cellulaires , ou amibes sociales .

Comportement multicellulaire

Une boîte de Pétri de Dictyostelium .

Lorsque la nourriture (normalement des bactéries) est facilement disponible, les dictyostélidés se comportent comme des amibes individuelles, qui se nourrissent et se divisent normalement. Cependant, lorsque l'approvisionnement alimentaire est épuisé, ils s'agrègent pour former un assemblage multicellulaire, appelé pseudoplasmodium, grex ou limace (à ne pas confondre avec le mollusque gastéropode appelé limace ). Le grex a une partie antérieure et postérieure définie, répond aux gradients de lumière et de température, et a la capacité de migrer. Dans les bonnes circonstances, le grex mûrit en formant un sorocarpe (organe de fructification) avec une tige supportant un ou plusieurs sori (boules de spores). Ces spores sont des cellules inactives protégées par des parois cellulaires résistantes et deviennent de nouvelles amibes une fois que la nourriture est disponible.

Chez Acytostelium , le sorocarpe est soutenu par une tige composée de cellulose , mais chez d'autres dictyostélidés, la tige est composée de cellules, reprenant parfois la majorité des amibes d'origine. À quelques exceptions près, ces cellules meurent pendant la formation de la tige et il existe une correspondance précise entre les parties du grex et les parties du corps fructifère. L'agrégation des amibes a généralement lieu dans des cours d'eau convergents. Les amibes se déplacent à l'aide de pseudopodes filose et sont attirées par les produits chimiques produits par d'autres amibes. Dans Dictyostelium , l'agrégation est signalée par l' AMPc , mais d'autres utilisent des produits chimiques différents. Chez l'espèce Dictyostelium purpureum , le regroupement se fait par parenté, pas seulement par proximité.

Utilisé comme organisme modèle

Le Dictyostelium a été utilisé comme organisme modèle en biologie moléculaire et en génétique , et est étudié comme un exemple de communication cellulaire , de différenciation et de mort cellulaire programmée . C'est aussi un exemple intéressant de l'évolution de la coopération et de la tricherie. Un grand nombre de données de recherche concernant D. discoideum est disponible en ligne sur DictyBase .

Cycle de vie du Dictyostelium

Mécanisme d'agrégation dans Dictyostelium

Schéma montrant comment une amibe Dictyostelium discoideum répond à l'AMPc

Le mécanisme derrière l'agrégation des amibes repose sur l' adénosine monophosphate cyclique (AMPc) comme molécule signal. Une cellule, le fondateur de la colonie, commence à sécréter de l'AMPc en réponse au stress. D'autres détectent ce signal et répondent de deux manières:

  • L'amibe se dirige vers le signal.
  • L'amibe sécrète plus d'AMPc pour amplifier le signal.

Cela a pour effet de relayer le signal à travers la population voisine d'amibes et de provoquer un mouvement vers l'intérieur vers la zone de concentration d'AMPc la plus élevée.

Au sein d'une cellule individuelle, le mécanisme est le suivant:

  1. La réception de l'AMPc au niveau de la membrane cellulaire active une protéine G
  2. La protéine G stimule l' adénylate cyclase
  3. L'AMPc diffuse hors de la cellule dans le milieu
  4. L'AMPc interne inactive le récepteur externe de l'AMPc.
  5. Une protéine g différente stimule la phospholipase C
  6. IP 3 induit la libération d'ions calcium
  7. Les ions calcium agissent sur le cytosquelette pour induire l'extension des pseudopodes .

Parce que la concentration interne d'AMPc inactive le récepteur de l'AMPc externe, une cellule individuelle présente un comportement oscillatoire . Ce comportement produit de belles spirales observées dans les colonies convergentes et rappelle la réaction de Belousov – Zhabotinsky et les automates cellulaires cycliques bidimensionnels .

Génome

Le génome entier de Dictyostelium discoideum a été publié dans Nature en 2005 par le généticien Ludwig Eichinger et ses collègues. Le génome haploïde contient environ 12 500 gènes sur 6 chromosomes. A titre de comparaison, le génome humain diploïde compte 20 000 à 25 000 gènes (représentés deux fois) sur 23 paires de chromosomes. Il y a un niveau élevé des nucléotides adénosine et thymidine (~ 77%) conduisant à un usage de codons qui favorise plus d'adénosines et de thymidines en troisième position. Les répétitions en tandem de trinucléotides sont abondantes dans le Dictyostelium , qui chez l'homme provoque des troubles à répétition des trinucléotides .

Reproduction sexuée

Le développement sexuel peut se produire lorsque les cellules amiboïdes sont privées de nourriture bactérienne et que des conditions sombres et humides sont présentes. Les souches hétérothalliques et homothalliques de Dictostelium peuvent subir un accouplement. Le développement sexuel hétérothallique a été le plus largement étudié chez D. discoideum , et le développement sexuel homothallique a été le plus bien étudié chez D. mucoroides . Les accouplements hétérothalliques sont initiés par la fusion de cellules haploïdes (gamètes) de deux souches de type d'accouplement opposé. Cela contraste avec les souches homothalliques qui semblent exprimer les deux types d'accouplement.

L'accouplement est initié par la gamétogenèse qui produit de petits gamètes mobiles qui fusionnent pour former une petite cellule binucléée . Le volume de la cellule binucléée augmente alors pour produire une cellule binucléaire géante. Au fur et à mesure de la croissance, les noyaux gonflent, puis fusionnent pour former une véritable cellule géante zygote diploïde. Pendant que cela se produit, les amibes ont subi un chimiotactisme induit par l'AMPc vers la surface de la cellule géante. Cela forme un agrégat cellulaire et au centre de l'agrégat, la cellule géante zygote ingère les amibes environnantes. La phagocytose est suivie de la digestion des amibes ingérées. Ensuite, le zygote forme un macrocyste caractérisé par une gaine de cellulose extracellulaire environnante. Une fois le macrocyste formé, il reste généralement en sommeil pendant une période avant que la germination puisse se produire. Au sein du macrocyste, le zygote diploïde subit une méiose suivie de divisions mitotiques successives. Lorsque le macrocyste germe, il libère de nombreuses cellules amiboïdes haploïdes.

Classification

Le premier dictyostélidé à être décrit fut Dictyostelium mucoroides en 1869 par Oskar Brefeld.

Découvert pour la première fois dans une forêt de Caroline du Nord en 1935, Dictyostelium discoideum a d'abord été classé dans la catégorie des «champignons inférieurs». et dans les années suivantes dans les royaumes Protoctista , Fungi et Tubulomitochondrae . Dans les années 1990, la plupart des scientifiques ont accepté la classification actuelle.

Les amoebozoa sont maintenant considérés par la plupart comme formant un clade distinct au niveau du royaume, étant plus étroitement lié aux animaux et aux champignons qu'aux plantes.

Cladogramme de Dictyostelia
 
Actyosteliales
Cavenderiaceae
 

Cavenderia

 
 
Acytosteliidae
 

Acytostelium

 
 

Hétérostélium

 
 

Rostrostelium

 
 
 
Dictyosteliales
Dictyosteliidae
 

Dictyostelium

 
 

Polysphondylium

 
 
Raperosteliaceae
 

Spéléostélium

 
 
 

Tieghemostelium

 
 
 

Hagiwaraea

 
 

Raperostelium

 
 
 
 
 
 

Classes Dictyostelia Lister 1909 em. Olive 1970

Organisme hôte modèle pour Legionella

Le Dictyostelium partage de nombreuses caractéristiques moléculaires avec les macrophages , l'hôte humain de Legionella . La composition cytosquelettique de D. discoideum est similaire à celle des cellules de mammifères, tout comme les processus entraînés par ces composants, tels que la phagocytose, le trafic membranaire, le transit endocytaire et le tri des vésicules. Comme les leucocytes, D. discoideum possède une capacité chimiotactique. Par conséquent, D. discoideum représente un système modèle approprié pour déterminer l'influence d'une variété de facteurs de cellules hôtes au cours des infections à Legionella .

Références

Liens externes