Alimentation, cycle biologique et assemblage de novo du transcriptome d'Orciraptor agilis (A) Orciraptor agilis extrayant le chloroplaste de Mougeotia sp. après perforation de la paroi cellulaire de l'algue (contraste interférentiel différentiel). Barre d'échelle, 5 μm. (B) Dissolution annulaire de la paroi cellulaire des algues résultant d'une tentative d'attaque (contraste de phase). Barre d'échelle, 5 μm. (C) La distribution de la F-actine (vert :phalloïdine fluorescente) révèle le lysopodium d'Orciraptor agilis formé lors de l'attaque de Mougeotia sp. (superposition des canaux de contraste interférentiel différentiel et de fluorescence). L'augmentation de la fluorescence bleue (Calcofluor white) aux sites de contact indique une lyse de la paroi cellulaire de l'algue. Barre d'échelle, 5 μm. (D) La micrographie électronique à balayage d'une perforation par Orciraptor agilis révèle la dégradation des deux principaux composants structurels de la paroi cellulaire de Mougeotia, des biopolymères de type gel (potentiellement des pectines ; indiqués par "gel") et des microfibrilles de cellulose (indiquées par "fib"). Barres d'échelle, 2 μm et 200 nm (en médaillon). (E) Stades d'histoire de vie d'Orciraptor agilis à partir desquels les échantillons ont été générés. (F) Évaluation des orthologues universels à copie unique (BUSCO) du transcriptome assemblé. L'analyse a été réalisée avec le jeu de données "Eukaryota" et le jeu de données "Alveolata" (groupe frère de Rhizaria). (G) Graphique bouleversé montrant le nombre et le chevauchement des ORF annotés par les outils d'annotation et les bases de données indiqués. Seules les tailles d'intersection > 100 sont affichées. (H) Analyse en composantes principales (PCA) basée sur le niveau d'expression de tous les transcrits pour chaque réplique incluse dans l'expérience. Crédit :Biologie actuelle (2022). DOI :10.1016/j.cub.2022.05.049
Une équipe de chercheurs dirigée par le Dr Sebastian Hess de l'Institut de zoologie de l'Université de Cologne a étudié l'expression d'enzymes glucidiques actives dans l'organisme unicellulaire Orciraptor agilis par séquençage d'ARN. L'Orciraptor est un soi-disant « nourrisseur de protoplastes » et vit exclusivement du contenu cellulaire d'algues mortes. Pour ce faire, il doit pénétrer la paroi cellulaire cellulosique de la proie. En collaboration avec des collègues du Centre de génomique comparative et de bioinformatique évolutive (CGEB) à Halifax, au Canada, les chercheurs de l'UoC ont pu identifier une éventuelle enzyme clé pour l'acte d'alimentation hautement spécialisé du protiste.
Au contact des cellules algales, Orciraptor régule à la hausse une enzyme qui devrait être capable de cliver la cellulose végétale, sur la base de sa séquence génétique et de sa structure 3D prédite. Cette enzyme pourrait aider le protiste à dissoudre les parois cellulaires des algues. Jusqu'à présent, la base moléculaire de la façon dont les nourrisseurs de protoplastes interagissent avec leurs proies était complètement floue. L'article "La transcriptomique comparative révèle la boîte à outils moléculaire utilisée par un protiste algivore pour la perforation de la paroi cellulaire" dans la revue Current Biology jette maintenant un peu de lumière sur ce phénomène.
De plus, Orciraptor contient un certain nombre de protéines inattendues telles que des protéines de liaison à la chitine, une chitine synthase et plusieurs chitinases. La fonction potentielle de la chitine ou de biopolymères similaires dans le flagellé nu n'est toujours pas claire. Cependant, les enzymes suggèrent un rôle physiologique important de la chitine dans l'histoire de vie d'Orciraptor. Les enzymes qui décomposent les biopolymères récalcitrants tels que la cellulose et la chitine sont également d'une grande importance technologique et industrielle. Actuellement, les applications industrielles utilisent principalement des enzymes de bactéries et de champignons, les organismes traditionnels de la biotechnologie microbienne. Dans l'article publié, le Dr Hess et ses collègues soulignent le potentiel biotechnologique encore inexploité des microeucaryotes non fongiques tels que l'Orciraptor.
Orciraptor a été découvert il y a une dizaine d'années dans des landes pauvres en nutriments et décrit par le Dr Hess lors de ses études doctorales à l'Institut de botanique de l'Université de Cologne. Cependant, il existe de nombreux autres organismes unicellulaires qui présentent des stratégies d'alimentation similaires, mais ne sont pas directement liés à Orciraptor. Actuellement, des dizaines de ces organismes sont cultivés et caractérisés génétiquement à l'Institut de zoologie. Tout cela est rendu possible par les avancées technologiques récentes dans le domaine du séquençage à haut débit. However, working with protoplast feeders also requires special knowledge in handling exotic microorganisms. The scientist are convinced that it is time for modern biology to turn back to the diversity of non-model organisms again. "The data from our study on Orciraptor highlight how fruitful future molecular analyses of little-known protists will be," Dr. Hess said.