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Micro-algues marines : maxi-diversité génétique

 

Les microalgues planctoniques, invisibles à l’œil nu, sont à la base de la chaine alimentaire de l’écosystème marin et constituent un réservoir de biodiversité encore méconnu. L’analyse des génomes complet d’une population naturelle d’une minuscule microalgue verte, Ostreococcus tauri, par un consortium international a permis de révéler une hypervariabilité chromosomique inédite, associée à l’immunité cellulaire aux virus à ADN double brin. Cette étude a été publiée  le 5 juillet 2017 dans la revue Science Advances.

 

Un consortium international composé de chercheurs de trois laboratoires Français1, d’un centre de séquençage américain2 et d’un laboratoire du Royaume-Uni3, coordonné par l’équipe « Genomique Evolutive et Environnementale du Phytoplankton » au laboratoire de Biologie Intégrative des Organismes Marins, a caractérisé la diversité génétique d’une population naturelle de la microalgue verte, Ostreococcus tauri (Chlorophyte) échantillonnée dans le Golfe du Lion.

 

L’utilisation des nouvelles technologies de séquençage « long reads » (PacBio) a permis aux chercheurs de résoudre non seulement l’énigmatique séquence des chromosomes portant le locus du déterminisme sexuel de cette microalgue, mais aussi la structure d’un chromosome impliqué dans l’immunité de ces microalgues aux virus à ADN double brin omniprésents dans leur milieu naturel. Ce chromosome présente une hypervariabilité génétique caractérisée par des réarrangements massifs, accompagnés de duplications en série de petites séquences de ce chromosome, ainsi que d’intégrations de séquences d’ADN extra-chromosomiques.

 

Ce type de réarrangements massifs du patrimoine génétique n’est pas sans rappeler le phénomène de chromothripsis observé récemment dans les génomes de cellules cancéreuses. Il est encore trop tôt pour établir un lien entre infection virale, réarrangements chromosomiques et immunité cellulaire mais l’élucidation des mécanismes moléculaires à l’origine de cette hypervariabilité génétique devrait permettre d’apporter des éléments de réponse à cette question. Cette analyse suggère un rôle insoupçonné des virus à ADN double brin dans l’évolution de l’architecture des génomes eucaryotes.

 

1. - Laboratoire de Biologie Intégrative des Organismes Marins. Banyuls/Mer
    - Laboratoire d’Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier 
    - Plate-forme GeT-PlaGe. Castanet-Tolosan
2.Joint Genome Institute, Walnut Creek. USA.
3. School of Life Sciences, University of Sussex. G-B.

 

Figure 1. La microalgue verte  Ostreococcus tauri (Chlorophyte).
© Martin Hohmann-Marriott

 

 

Figure 2. Prélèvement, isolement, séquençage et analyse des génomes d’une population de la microalgue Ostreococcus tauri. La culture des microalgues en laboratoire permet de tester leur susceptibilité aux prasinovirus isolés dans le même milieu et ainsi d’établir un lien entre caractères génétiques et immunité anti-virale.
© Equipe de Génomique Evolutive et Environnementale du Phytoplancton (GENOPHY).

 

En savoir plus

Contact chercheur

  • Gwenael Piganeau

    Equipe de Génomique Evolutive et Environnementale du Phytoplancton
    CNRS UMR7232 – Université P. et M. Curie
    Laboratoire de Biologie Intégrative des Organismes Marins
    Avenue de Docteur Fabre
    66650 Banyuls sur mer

     

    04 68 88 73 43


 

 

Mise en ligne le 17 juillet 2017
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