Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The ecological success of cnidarian-dinoflagellate symbiosis mainly relies on nutrient recycling. Environmental changes, such as global warming or pollution, often result to symbiosis breakdown, also called cnidarian bleaching. The understanding of mechanisms regulating the symbiosis establishment, maintenance and breakdown is essential to prevent massive bleaching phenomena. In this respect, my PhD project focused on the characterization of chemical mediators expressed in the sea anemone Anemonia viridis, their localization and their modulation by stress conditions. A comparative study was first conducted to characterize the chemical mediators and analyze their distribution within the symbiotic sea anemone. We described a great abundance and diversity of lipids in A. viridis tissues. From these results, we proposed possible transfers of FAs between the symbiotic partners. A thermal stress and a chemical stress have also been applied in laboratory-controlled conditions in order to induce symbiosis breakdown and bleaching of the sea anemones, in order to correlate A. viridis metabolome to its symbiotic status. A mapping of these metabolites has been performed by MALDI-MSI of tentacle cross-sections, as well as their evolution following stress. Some betaine lipids have thus been proposed as short-term indicators of stress. A. viridis stress response has also been evaluated with a lipidomic approach, and allowed to identify 3 lipid indicators of early stress response based on membrane fluidity markers. Overall, this study provides insight on key chemical mediators that may regulate the symbiosis maintenance, and may contribute to the symbiosis breakdown.
Le succès évolutif des Cnidaires symbiotiques réside en grande partie dans leurs échanges trophiques établis avec les Dinoflagellés du genre Symbiodinium. Cependant, le réchauffement climatique global ainsi que les pollutions ont un impact fort sur les écosystèmes coralliens, notamment en conduisant à la rupture de la symbiose, phénomène appelé blanchissement. La compréhension des mécanismes qui régissent l’établissement, le maintien et la rupture de la symbiose est essentielle à la prévention des épisodes de blanchissement massif. Dans ce contexte, les objectifs de mon projet de thèse sont de caractériser les médiateurs chimiques de l’anémone de mer Anemonia viridis, de les localiser, et d’analyser leur réponse face à un stress. Parmi les composés caractérisés, les lipides et les bétaïnes sont les plus abondants et présentent une grande diversité. Certains sont transférés des symbiotes vers l’hôte. Des anémones de mer ont ensuite été traitées en laboratoire afin de provoquer la rupture de la symbiose et le blanchissement des individus. Une étude cinétique a été menée par une approche globale comparative identique à celle réalisée sur l’anémone symbiotique. Par ailleurs, une cartographie de l’évolution de composés clé a été réalisée par MALDI-MSI. La réponse au stress a été évaluée et a permis d’identifier des lipides de bétaïne et trois indicateurs lipidiques comme marqueurs de réponse précoce au stress. L’ensemble de ces résultats apporte de nouveaux éléments de réponse concernant le rôle des médiateurs chimiques clés dans le maintien de la symbiose, ainsi que leur influence sur sa rupture.
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NNT : 2015NICE4108
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Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
Cnidarian-dinoflagellate symbiosis mainly relies on nutrient recycling, thus providing both partners with a competitive advantage in nutrient-poor waters. Essential processes related to lipid metabolism can be influenced by various factors, including hyperthermal stress. This can affect the lipid content and distribution in both partners, while contributing to symbiosis disruption and bleaching. In order to gain further insight into the role and distribution of lipids in the cnidarian metabolism, we investigated the lipid composition of the sea anemone Anemonia viridis and its photosynthetic dinoflagellate endosymbionts (Symbiodinium). We compared the lipid content and fatty acid profiles of the host cellular layers, non-symbiotic epidermal and symbiont-containing gastrodermal cells, and those of Symbiodinium, in a mass spectrometry-based assessment. Lipids were more concentrated in Symbiodinium cells, and the lipid class distribution was dominated by polar lipids in all tissues. The fatty acid distribution between host cell layers and Symbiodinium cells suggested potential lipid transfers between the partners. The lipid composition and distribution was modified during short-term hyperthermal stress, mainly in Symbiodinium cells and gastrodermis. Exposure to elevated temperature rapidly caused a decrease in polar lipid C18 unsaturated fatty acids and a strong and rapid decrease in the abundance of polar lipid fatty acids relative to sterols. These lipid indicators could therefore be used as sensitive biomarkers to assess the physiology of symbiotic cnidarians, especially the effect of thermal stress at the onset of cnidarian bleaching. Overall, the findings of this study provide some insight on key lipids that may regulate maintenance of the symbiotic interaction.
ISSN: 1095-6433

hal-01546160
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DOI : 10.1016/j.cbpa.2015.10.017