Queen Mary enquête sur les termites de l'extérieur comme de l'intérieur

Les termites produisent jusqu'à 4 % du CO2 total dans le monde. Un groupe de micro-organismes, appelés protistes, vivant dans l'intestin des termites est l'une des lignes de recherche explorées à l'aide du microscope inversé DX61.

Le CO2 est un gaz à effet de serre important produit par les micro-organismes vivant dans les intestins des termites. Toutefois, malgré son importance dans le cycle global du carbone, nous ne savons pas vraiment comment fonctionne cet écosystème. La School of Biological and Chemical Sciences de l’université Queen Mary de Londres, utilise le microscope inversé DX61 de Vision Engineering pour ses recherches sur les termites.

Recherche de l’université Queen Mary

Termites

Le Queen Mary est le plus grand « College » avec plusieurs facultés de l'université de Londres. Elle trouve ses origines dans quatre « Colleges » historiques, à savoir Queen Mary College, Westfield College, St Bartholomew's Hospital Medical College et London Hospital Medical College. Elle compte plus de 11 500 étudiants et un personnel universitaire et de support de 2 600 personnes.

Au sein de la School of Biological and Chemical Sciences, le groupe Evolutionary and Organismal Biology (biologie évolutionniste et des organismes) est réputé à l’échelle internationale pour utiliser des approches post-génomiques afin d'étudier l'évolution et les fonctions des gènes et des protéines au niveau des organismes à l'aide d'une gamme d'organismes modèles, dont notamment des plantes, des invertébrés, des poissons et des mammifères.

Ces recherches utilisent différentes méthodes, dont la bioinformatique, l'analyse de la structure des cellules et des tissus, l'analyse de l'expression génique et protéique, l'impact de l'invalidation des gènes sur les phénotypes, la physiologie et pharmacologie in vitro et l'analyse du comportement de l'organisme complet.

Essais de recherche et tribulations

Les travaux du Dr Mark Van der Giezen, maître de conférence en microbiologie, visent à comprendre la fonction des cellules des divers micro-organismes vivant dans des environnements où la présence d'oxygène est très faible, voire inexistante. L'intestin des termites est un environnement de ce type. Les termites existent depuis plus de 240 millions d'années. Elles sont capables de s'adapter à des environnements en constante évolution et jouent un rôle important dans la décomposition et le recyclage du bois mort. Un groupe de micro-organismes, appelés protistes, vivant dans l'intestin des termites est l'une des lignes de recherche du laboratoire du Dr Van der Giezen.

Pour cette recherche, il est important que les protistes des termites soient isolés dans des conditions environnementales correctes, car ils ne tolèrent pas des niveaux élevés d'oxygène. Une fois que les boyaux ont été retirés de la termite, les conditions à l'intérieur de ces boyaux changent rapidement, d'où l'importance de travailler aussi rapidement que possible afin de préserver leur structure interne.

Vu que plusieurs centaines d'espèces de protistes différentes vivent dans l'intestin postérieur des termites, il faut, avant toute autre chose, les séparer. Un micromanipulateur est utilisé pour sélectionner les cellules individuelles afin de séparer les différentes espèces. Ce processus doit être répété jusqu'à ce qu'une cinquantaine d'organismes de chaque espèce ait été collectée. L'ADN de ces organismes est ensuite utilisé pour différencier les espèces au niveau moléculaire afin de comprendre leur biochimie.

Les informations recueillies sur ces protistes fourniront des informations clés sur le fonctionnement de l'intestin des termites qui produit des niveaux élevés de méthane (CH4) et de CO2, sans utiliser d'oxygène.

Une fois les protistes isolés, ils sont observés pour analyser leur morphologie, leur comportement, ainsi que toute contamination susceptible de se produire lors du processus de ségrégation.

Sélection d'un microscope inversé

Le microscope inversé DX61 de Vision Engineering a été choisi pour les projets de recherche, tels que le fonctionnement des protistes dans l'intestin des termites. Le Dr Mark Van der Giezen, maître de conférence en microbiologie, explique pourquoi il a choisi le microscope DX61.

« Lorsque nous avons eu la démonstration de ce système, nous avons demandé à ce que la platine soit modifiée afin d'incorporer un renfoncement pour une boîte de Petri, par exemple. Notre décision finale fut basée sur les excellentes interactions que nous avons eues avec Vision Engineering, en plus de l'avantage de la conception modulaire et de l'oculaire Isis ergonomique. Le microscope DX61 étant modulaire, il va nous permettre d'ajouter des options de mode d'observation et d'acquisition d'images à une date ultérieure. »

Les subventions généreuses de la Royal Society (2004/R2) et du Systematic Research Fund ont permis d'acheter ce microscope.

Microscope inversé DX61 ergonomique
Il est important pour les recherches du Dr Van der Giezen que la platine du microscope soit très stable, notamment lorsqu'il est utilisé avec d'autres équipements, tels qu'un micromanipulateur. Tout mouvement brusque peut ruiner le processus d'isolation car le prélèvement et la libération des protistes sont réalisés en contrôlant le vide dans un micro tube attaché à l'extrémité du micromanipulateur.

Ces micro capillaires fins en verre situés à l'extrémité du micromanipulateur sous le microscope utilisés pour prélever et distribuer le liquide contenant les cellules sont très fragiles. Ils peuvent facilement se briser si la stabilité de la platine n'est pas maintenue tout au long du processus.

Il est important que les fonctions d'acquisition et d'analyse d'images soient incorporées dans le processus d'observation et de dissection. Les avantages de tout système de microscope doté de capacités de traitement des images intégrées sont la possibilité d'archiver les images à des fins d'évaluation de leur morphologie cellulaire. On obtient ainsi un processus globalement plus objectif.

Le confort est un aspect essentiel lors d'observations au microscope durant plusieurs heures.

L'image ci-dessus illustre la manière dont le microscope inversé modulaire peut être amélioré à l'aide d'accessoires en option comme l'oculaire Isis. L'oculaire Isis est un élément important pour les projets tels que celui-ci, car il offre un confort absolu aux opérateurs qui doivent passer plusieurs heures devant le microscope. L'oculaire Isis utilise une technologie optique brevetée qui améliore l'ergonomie pour l'opérateur.

La technologie de la pupille élargie permet une plus grande liberté de mouvement de la tête qui peut considérablement réduire la fatigue de l'opérateur. Cette technologie fonctionne en agrandissant le faisceau de rayons quittant les oculaires, ce qui permet de quadrupler la distance de travail entre les yeux de l'opérateur et l'oculaire Isis.

La School of Biological and Chemical Sciences de l'université Queen Mary continue d'investir du temps et des ressources dans des projets importants, tels que ceux-ci. S'attacher à comprendre le phénomène naturel tel que l'humble rôle des termites dans le cycle global du carbone permettra de mieux comprendre notre planète. Cela va nous permettre d'approfondir nos connaissances qui pourront ensuite être mises à profit pour résoudre les problèmes tels que le réchauffement de la planète

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