Retrograde Transport from the Pre-Golgi Intermediate Compartment and the Golgi Complex Is Affected by the Vacuolar H+-ATPase Inhibitor Bafilomycin A1

The effect of the vacuolar H+-ATPase inhibitor bafilomycin A1 (Baf A1) on the localization of pre-Golgi intermediate compartment (IC) and Golgi marker proteins was used to study the role of acidification in the function of early secretory compartments. Baf A1 inhibited both brefeldin A- and nocodazole-induced retrograde transport of Golgi proteins to the endoplasmic reticulum (ER), whereas anterograde ER-to-Golgi transport remained largely unaffected. Furthermore, p58/ERGIC-53, which normally cycles between the ER, IC, and cis-Golgi, was arrested in pre-Golgi tubules and vacuoles, and the number of p58-positive ∼80-nm Golgi (coatomer protein I) vesicles was reduced, suggesting that the drug inhibits the retrieval of the protein from post-ER compartments. In parallel, redistribution of β-coatomer protein from the Golgi to peripheral pre-Golgi structures took place. The small GTPase rab1p was detected in short pre-Golgi tubules in control cells and was efficiently recruited to the tubules accumulating in the presence of Baf A1. In contrast, these tubules showed no enrichment of newly synthesized, anterogradely transported proteins, indicating that they participate in retrograde transport. These results suggest that the pre-Golgi structures contain an active H+-ATPase that regulates retrograde transport at the ER–Golgi boundary. Interestingly, although Baf A1 had distinct effects on peripheral pre-Golgi structures, only more central, p58-containing elements accumulated detectable amounts of 3-(2,4-dinitroanilino)-3′-amino-N-methyldipropylamine (DAMP), a marker for acidic compartments, raising the possibility that the lumenal pH of the pre-Golgi structures gradually changes in parallel with their translocation to the Golgi region.

Indian tribes of northern Mato Grosso, Brazil.

Bibliography: p. 136.

Diversité microbienne associée au cycle du méthane dans les mares de fonte du pergélisol subarctique

La fonte et l’effondrement du pergélisol riche en glace dans la région subarctique du Québec ont donné lieu à la formation de petits lacs (mares de thermokarst) qui émettent des gaz à effet de serre dans l’atmosphère tels que du dioxyde de carbone et du méthane. Pourtant, la composition de la communauté microbienne qui est à la base des processus biogéochimiques dans les mares de fonte a été très peu étudiée, particulièrement en ce qui concerne la diversité et l’activité des micro-organismes impliqués dans le cycle du méthane. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier la diversité phylogénétique et fonctionnelle des micro-organismes dans les mares de fonte subarctiques en lien avec les caractéristiques de l’environnement et les émissions de méthane. Pour ce faire, une dizaine de mares ont été échantillonnées dans quatre vallées situées à travers un gradient de fonte du pergélisol, et disposant de différentes propriétés physico-chimiques. Selon les vallées, les mares peuvent être issues de la fonte de palses (buttes de tourbe, à dominance organique) ou de lithalses (buttes de sol à dominance minérale) ce qui influence la nature du carbone organique disponible pour la reminéralisation microbienne. Durant l’été, les mares étaient fortement stratifiées; il y avait un fort gradient physico-chimique au sein de la colonne d’eau, avec une couche d’eau supérieure oxique et une couche d’eau profonde pauvre en oxygène ou anoxique. Pour identifier les facteurs qui influencent les communautés microbiennes, des techniques de séquençage à haut débit ont été utilisées ciblant les transcrits des gènes de l’ARNr 16S et des gènes impliqués dans le cycle du méthane : mcrA pour la méthanogenèse et pmoA pour la méthanotrophie. Pour évaluer l’activité des micro-organismes, la concentration des transcrits des gènes fonctionnels a aussi été mesurée avec des PCR quantitatives (qPCR). Les résultats montrent une forte dominance de micro-organismes impliqués dans le cycle du méthane, c’est-à-dire des archées méthanogènes et des bactéries méthanotrophes. L’analyse du gène pmoA indique que les bactéries méthanotrophes n’étaient pas seulement actives à la surface, mais aussi dans le fond de la mare où les concentrations en oxygène étaient minimales; ce qui est inattendu compte tenu de leur besoin en oxygène pour consommer le méthane. En général, la composition des communautés microbiennes était principalement influencée par l’origine de la mare (palse ou lithalse), et moins par le gradient de dégradation du pergélisol. Des variables environnementales clefs comme le pH, le phosphore et le carbone organique dissous, contribuent à la distinction des communautés microbiennes entre les mares issues de palses ou de lithalses. Avec l’intensification des effets du réchauffement climatique, ces communautés microbiennes vont faire face à des changements de conditions qui risquent de modifier leur composition taxonomique, et leurs réponses aux changements seront probablement différentes selon le type de mares. De plus, dans le futur les conditions d’oxygénation au sein des mares seront soumises à des modifications majeures associées avec un changement dans la durée des périodes de fonte de glace et de stratification. Ce type de changement aura un impact sur l’équilibre entre la méthanogenèse et la méthanotrophie, et affectera ainsi les taux d’émissions de méthane. Cependant, les résultats obtenus dans cette thèse indiquent que les archées méthanogènes et les bactéries méthanotrophes peuvent développer des stratégies pour survivre et rester actives au-delà des limites de leurs conditions d’oxygène habituelles.