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Personne :
Freyria, Nastasia J.

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Nom de famille

Freyria

Prénom

Nastasia J.

Affiliation

Université Laval. Département de biologie

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ncf13678341

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Résultats de recherche

Voici les éléments 1 - 3 sur 3
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Salinity tolerance mechanisms of an Arctic Pelagophyte using comparative transcriptomic and gene expression analysis

2022-05-25, Lovejoy, Connie, Kuo, Alan, Freyria, Nastasia J., Chovatia, Mansi, Johnson, Jenifer, Lipzen, Anna, Barry, Kerrie W., Grigoriev, Igor V.

Little is known at the transcriptional level about microbial eukaryotic adaptations to short-term salinity change. Arctic microalgae are exposed to low salinity due to sea-ice melt and higher salinity with brine channel formation during freeze-up. Here, we investigate the transcriptional response of an ice-associated microalgae over salinities from 45 to 8. Our results show a bracketed response of differential gene expression when the cultures were exposed to progressively decreasing salinity. Key genes associated with salinity changes were involved in specific metabolic pathways, transcription factors and regulators, protein kinases, carbohydrate active enzymes, and inorganic ion transporters. The pelagophyte seemed to use a strategy involving overexpression of Na+-H+ antiporters and Na+ -Pi symporters as salinity decreases, but the K+ channel complex at higher salinities. Specific adaptation to cold saline arctic conditions was seen with differential expression of several antifreeze proteins, an ice-binding protein and an acyl-esterase involved in cold adaptation.

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A decadal perspective on north water microbial eukaryotes as Arctic Ocean sentinels

2021-04-16, Lovejoy, Connie, Freyria, Nastasia J., Joli, Nathalie

The North Water region, between Greenland and Ellesmere Island, with high populations of marine birds and mammals, is an Arctic icon. Due to climate related changes, seasonal patterns in water column primary production are changing but the implications for the planktonic microbial eukaryote communities that support the ecosystem are unknown. Here we report microbial community phenology in samples collected over 12 years (2005–2018) from July to October and analysed using high throughput 18S rRNA V4 amplicon sequencing. Community composition was tied to seasonality with summer communities more variable than distinct October communities. In summer, sentinel pan-Arctic species, including a diatom in the Chaetoceros socialis-gelidus complex and the picochlorophyte Micromonas polaris dominated phytoplankton and were summer specialists. In autumn, uncultured undescribed open water dinoflagellates were favored, and their ubiquity suggests they are sentinels of arctic autumn conditions. Despite the input of nutrients into surface waters, autumn chlorophyll concentrations remained low, refuting projected scenarios that longer ice-free seasons are synonymous with high autumn production and a diatom dominated bloom. Overall, the summer sentinel microbial taxa are persisting, and a subset oceanic dinoflagellate should be monitored for possible ecosystem shifts as later autumn ice formation becomes prevalent elsewhere.

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Aperçus taxonomiques et génomiques des communautés microbiennes face à un environnement fluctuant dans la Polynie des Eaux du Nord (Canada-Groenland)

2021, Freyria, Nastasia J., Lovejoy, Connie, Boudreau, Denis

En raison de la fonte pluriannuelle des glaces dans l'Océan Arctique et de la fonte de la calotte glaciaire du Groenland, les communautés microbiennes sont exposées à de plus grandes fluctuations de salinité au cours de la saison de croissance et dans de vastes zones géographiques. Les Eaux du Nord très productives ont subi des changements marqués dans les tendances saisonnières de la chlorophylle de surface observées grâce à la télédétection et les données in situ, mais l'interprétation de ces données en termes d'espèces reste difficile puisque la phénologie de la communauté et la variabilité spatio-temporelle sont encore inconnues. Il est essentiel de bien comprendre la dynamique des assemblages de phytoplancton et d'autres espèces microbiennes pour comprendre les réponses des écosystèmes face au changement global. De plus, les grandes fluctuations de salinité ou stress salin et le choc osmotique sont parmi les principaux facteurs environnementaux limitant la croissance et la productivité des plantes et des microorganismes. Pour combler ce manque de connaissance, nous avons premièrement appliqué le séquençage d'amplicon à haut débit pour étudier les communautés microbiennes d'eucaryotes arctiques d'été et d'automne des deux côtés du nord de la baie de Baffin sur plus de 12 ans (2005 à 2018). Ces communautés sont soumises à des régimes de stratification et de courants opposés. Deuxièmement, nous avons étudié la réponse transcriptionnelle d'une microalgue associée à la glace exposée à des salinités progressivement décroissantes afin de mieux comprendre la capacité génétique de cette algue à tolérer les fluctuations de salinité, ainsi que d'identifier les gènes de stress clés. Enfin, nous avons combiné une approche métagénomique comparative avec le séquençage des amplicons d'ARNr 18S pour étudier les capacités fonctionnelles, la diversité et la dynamique des microorganismes dans la colonne d'eau supérieure du nord de la baie de Baffin pendant deux étés consécutifs (2017-2018). Nous avons constaté que la saisonnalité était un facteur majeur déterminant les assemblages de communauté des eaux de surface estivales avec le complexe d'espèces Chaetoceros socialis-gelidus et Micromonas polaris dominant le phytoplancton, et les Alpha et Gammaproteobactéries dominant la communauté bactérienne. En automne, les dinoflagellés d'eau libre non-cultivés et non-décrits étaient favorisés. Nos résultats suggèrent que la production automnale de l'Arctique, due à des conditions d'eau libre plus longue, pourrait ne pas refléter une floraison printanière dominée par les diatomées, comme le prévoient certains scénarios des saisons sans glace plus longues. Par ailleurs, une réponse progressive et une adaptation spécifique aux conditions arctiques froides et salines ont été observées avec l'expression différentielle de plusieurs protéines antigel, comme la protéine de liaison à la glace et une acyl-estérase toutes deux impliquées dans l'adaptation au froid. Nos résultats suggèrent que la protéine de liaison à la glace peut également jouer un rôle crucial dans l'adaptation à un changement rapide de salinité et à la survie cellulaire. Par ailleurs, grâce à l'annotation fonctionnelle, nous avons examiné les gènes impliqués dans la protection des photosystèmes, la régulation osmotique et les protéines antigel, cruciales pour l'acclimatation à un environnement froid. L'utilisation de la génomique comparative permettrait de révéler les évolutions des familles de gènes conférant l'adaptation des microorganismes aux transitions entre eau salée et eau douce. Ce travail de thèse aura des implications non seulement pour l'Arctique où les communautés de surface sont soumises à de grandes fluctuations de salinité, de température et de lumière, mais il contribuera également aux connaissances fondamentales dans les domaines de la production de biocarburants et de la prévision des efflorescences algales potentiellement nuisibles.