Published November 18, 2023
| Version v1
Publication
Open
Adaptive traits of cysts of the snow alga Sanguina nivaloides unveiled by 3D subcellular imaging
Creators
-
Jade Ezzedine1, 2, 3, 4, 5, 6
-
Clarisse Uwizeye2, 3, 1, 4, 5, 6
- Grégory Si Larbi2, 3, 1, 4, 5, 6
-
Gaëlle Villain2, 3, 1, 4, 5, 6
- Mathilde Louwagie2, 3, 1, 4, 5, 6
-
Marion Schilling2, 3, 1, 4, 5, 6
-
Pascal Hagenmuller7, 8, 2, 5
-
Benoît Gallet1, 3, 5, 9, 2, 10
-
Adeline Stewart2, 3, 1, 4, 5, 6
-
Dimitris Petroutsos2, 3, 1, 4, 5, 6
- Fabienne Devime2, 3, 1, 4, 5, 6
- Pascal Salze3, 5
-
Lucie Liger3, 5
-
Juliette Jouhet2, 3, 1, 4, 5, 6
-
Marie Dumont7, 8, 2, 5
-
Stéphane Ravanel5, 2, 3, 1, 4, 6
-
Alberto Amato2, 3, 1, 4, 5, 6
- Jean-Gabriel Valay3, 5
-
Pierre‐Henri Jouneau1, 5, 6
-
Denis Falconet2, 3, 1, 4, 5, 6
-
Éric Maréchal2, 3, 1, 4, 5, 6
- 1. Atomic Energy and Alternative Energies Commission
- 2. Centre National de la Recherche Scientifique
- 3. Centre National pour la Recherche Scientifique et Technique (CNRST)
- 4. Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement
- 5. Université Grenoble Alpes
- 6. CEA Grenoble
- 7. Université de Toulouse
- 8. Météo-France
- 9. Institut de Biologie Structurale
- 10. lnstitut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
Description
Sanguina nivaloides is the main alga forming red snowfields in high mountains and Polar Regions. It is non-cultivable. Analysis of environmental samples by X-ray tomography, focused-ion-beam scanning-electron-microscopy, physicochemical and physiological characterization reveal adaptive traits accounting for algal capacity to reside in snow. Cysts populate liquid water at the periphery of ice, are photosynthetically active, can survive for months, and are sensitive to freezing. They harbor a wrinkled plasma membrane expanding the interface with environment. Ionomic analysis supports a cell efflux of K+, and assimilation of phosphorus. Glycerolipidomic analysis confirms a phosphate limitation. The chloroplast contains thylakoids oriented in all directions, fixes carbon in a central pyrenoid and produces starch in peripheral protuberances. Analysis of cells kept in the dark shows that starch is a short-term carbon storage. The biogenesis of cytosolic droplets shows that they are loaded with triacylglycerol and carotenoids for long-term carbon storage and protection against oxidative stress.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
Sanguina nivaloides هي الطحالب الرئيسية التي تشكل حقول الثلج الحمراء في الجبال العالية والمناطق القطبية. وهو غير قابل للزراعة. يكشف تحليل العينات البيئية عن طريق التصوير المقطعي بالأشعة السينية، والمسح الضوئي المركز لشعاع الأيونات - المجهر الإلكتروني، والتوصيف الفيزيائي الكيميائي والفسيولوجي عن السمات التكيفية التي تمثل قدرة الطحالب على الإقامة في الثلج. تملأ الأكياس الماء السائل في محيط الجليد، وهي نشطة ضوئيًا، ويمكنها البقاء على قيد الحياة لعدة أشهر، وهي حساسة للتجمد. تحتوي على غشاء بلازما مجعد يوسع الواجهة مع البيئة. يدعم التحليل الأيوني تدفق الخلايا من K+، واستيعاب الفوسفور. يؤكد تحليل الغليسيروليبيدوم وجود قيود على الفوسفات. تحتوي البلاستيدات الخضراء على ثايلاكويدات موجهة في جميع الاتجاهات، وتثبّت الكربون في بيرينويد مركزي وتنتج النشا في النتوءات الطرفية. يُظهر تحليل الخلايا المحفوظة في الظلام أن النشا هو تخزين للكربون على المدى القصير. يُظهر التكوين الحيوي للقطرات الخلوية أنها محملة بثلاثي أسيل الجليسرول والكاروتينات لتخزين الكربون على المدى الطويل والحماية من الإجهاد التأكسدي.Translated Description (French)
Sanguina nivaloides est la principale algue formant des champs de neige rouges dans les hautes montagnes et les régions polaires. Il est non cultivable. L'analyse d'échantillons environnementaux par tomographie aux rayons X, microscopie électronique à balayage par faisceau d'ions focalisés, caractérisation physico-chimique et physiologique révèle des traits adaptatifs tenant compte de la capacité des algues à résider dans la neige. Les kystes peuplent l'eau liquide à la périphérie de la glace, sont photosynthétiquement actifs, peuvent survivre pendant des mois et sont sensibles au gel. Ils abritent une membrane plasmique ridée qui élargit l'interface avec l'environnement. L'analyse ionique prend en charge un efflux cellulaire de K+ et l'assimilation du phosphore. L'analyse glycérolipidomique confirme une limitation phosphatée. Le chloroplaste contient des thylakoïdes orientés dans toutes les directions, fixe le carbone dans un pyrénoïde central et produit de l'amidon dans les protubérances périphériques. L'analyse des cellules maintenues dans l'obscurité montre que l'amidon est un stockage de carbone à court terme. La biogenèse des gouttelettes cytosoliques montre qu'elles sont chargées de triacylglycérol et de caroténoïdes pour le stockage à long terme du carbone et la protection contre le stress oxydatif.Translated Description (Spanish)
Sanguina nivaloides es el principal alga formadora de campos de nieve roja en alta montaña y regiones polares. No es cultivable. El análisis de muestras ambientales mediante tomografía de rayos X, microscopía electrónica de barrido de haz de iones enfocados, caracterización fisicoquímica y fisiológica revela rasgos adaptativos que explican la capacidad de las algas para residir en la nieve. Los quistes pueblan el agua líquida en la periferia del hielo, son fotosintéticamente activos, pueden sobrevivir durante meses y son sensibles a la congelación. Albergan una membrana plasmática arrugada que expande la interfaz con el medio ambiente. El análisis ionómico respalda un eflujo celular de K+ y la asimilación de fósforo. El análisis glicerolipidómico confirma una limitación de fosfato. El cloroplasto contiene tilacoides orientados en todas las direcciones, fija el carbono en un pirenoide central y produce almidón en las protuberancias periféricas. El análisis de las células mantenidas en la oscuridad muestra que el almidón es un almacenamiento de carbono a corto plazo. La biogénesis de las gotitas citosólicas muestra que están cargadas de triacilglicerol y carotenoides para el almacenamiento de carbono a largo plazo y la protección contra el estrés oxidativo.Files
s41467-023-43030-7.pdf.pdf
Files
(5.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:90b5ac5080692124e808ec671b83fa99
|
5.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الصفات التكيفية لخراجات الطحالب الثلجية Sanguina nivaloides التي كشف عنها التصوير تحت الخلوي ثلاثي الأبعاد
- Translated title (French)
- Traits adaptatifs des kystes de l'algue des neiges Sanguina nivaloides dévoilés par imagerie subcellulaire 3D
- Translated title (Spanish)
- Rasgos adaptativos de los quistes del alga de la nieve Sanguina nivaloides revelados por imágenes subcelulares en 3D
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388794371
- DOI
- 10.1038/s41467-023-43030-7
References
- https://openalex.org/W1541492144
- https://openalex.org/W1967481978
- https://openalex.org/W1988380282
- https://openalex.org/W1993481588
- https://openalex.org/W1996829238
- https://openalex.org/W2001104423
- https://openalex.org/W2002449856
- https://openalex.org/W2012566775
- https://openalex.org/W2019807560
- https://openalex.org/W2045869938
- https://openalex.org/W2054576015
- https://openalex.org/W2065021032
- https://openalex.org/W2066907097
- https://openalex.org/W2096413799
- https://openalex.org/W2098363601
- https://openalex.org/W2112785516
- https://openalex.org/W2118849770
- https://openalex.org/W2121596095
- https://openalex.org/W2128964282
- https://openalex.org/W2142168860
- https://openalex.org/W2143607173
- https://openalex.org/W2152311269
- https://openalex.org/W2154708348
- https://openalex.org/W2162494465
- https://openalex.org/W2170023964
- https://openalex.org/W2174690494
- https://openalex.org/W2215777694
- https://openalex.org/W2298173519
- https://openalex.org/W2300552860
- https://openalex.org/W2343236719
- https://openalex.org/W2498437180
- https://openalex.org/W2548916659
- https://openalex.org/W2579810718
- https://openalex.org/W2653887007
- https://openalex.org/W2725019350
- https://openalex.org/W2743629111
- https://openalex.org/W2744618004
- https://openalex.org/W2752302493
- https://openalex.org/W2765379453
- https://openalex.org/W2860569685
- https://openalex.org/W2878001336
- https://openalex.org/W2878321465
- https://openalex.org/W2881329929
- https://openalex.org/W2911609070
- https://openalex.org/W2916035026
- https://openalex.org/W2917370678
- https://openalex.org/W2919286804
- https://openalex.org/W2922071124
- https://openalex.org/W2924515523
- https://openalex.org/W2934984619
- https://openalex.org/W2943819174
- https://openalex.org/W2944381537
- https://openalex.org/W2986600592
- https://openalex.org/W2995693004
- https://openalex.org/W3009127940
- https://openalex.org/W3024347404
- https://openalex.org/W3025723801
- https://openalex.org/W3035843117
- https://openalex.org/W3112358877
- https://openalex.org/W3119861749
- https://openalex.org/W3130436403
- https://openalex.org/W3153358080
- https://openalex.org/W3165334750
- https://openalex.org/W3172333582
- https://openalex.org/W3214647008
- https://openalex.org/W4211114670
- https://openalex.org/W4220736574
- https://openalex.org/W4230096730
- https://openalex.org/W4293317004
- https://openalex.org/W4293353759
- https://openalex.org/W4362717870
- https://openalex.org/W4384929644