L’analyse des milliers d’échantillons de plancton collectés par Tara Oceans continue de délivrer ses mystères. Deux nouveaux articles, publiés dans Nature Communications fin janvier 2018, explorent cette fois-ci des organismes planctoniques un peu plus grands, représentant un échelon intermédiaire fondamental dans la chaîne alimentaire des océans. Une nouvelle découverte de plus de 100 millions de gènes, dont plus de la moitié jusqu’alors inconnus.

Après l’exploration génomique des organismes les plus simples, virus, bactéries et organismes unicellulaires (lire l’article de 2015), les chercheurs de Genoscope (CEA et Université d’Evry) et des laboratoires partenaires (CNRS, EMBL, ENS...) se sont penchés sur les organismes plus complexes : les algues et animaux microscopiques qui constituent la majorité des espèces planctoniques*.
Photo ci-dessus ©Christophe Hargoues/Genopole : salle des séquenceurs de Genoscope

© Tara Oceans

Les outils de la génomique à grande échelle ont permis de rechercher les gènes exprimés dans 400 échantillons collectés sans qu’il soit nécessaire d’isoler les divers organismes présents dans chacun. Un catalogue de 117 millions de séquences d’ADN est aujourd’hui mis au jour et plus de la moitié de ces gènes ont une fonction encore totalement inconnue !

Les chercheurs ont dévoilé que nombre de ces gènes ne s’expriment que dans des conditions écologiques particulières, liées à la température de l’eau, teneur en nutriments, concentration en fer... Découvrir leurs fonctions précises sera déterminant pour comprendre les mécanismes écologiques qui régissent les océans et leur écosystème.

Grâce aux développements technologiques les plus récents rendant possible de séquencer l’ADN d’une seule cellule, les scientifiques ont pu caractériser les génomes de plusieurs de ces organismes complexes, impossibles à cultiver. Ils ont ainsi révélé la grande diversité génétique d’un compartiment intermédiaire de la chaîne alimentaire du plancton, formé d’organismes de moins de 20 micromètres se nourrissant d’algues et de bactéries.

Représentant la majeure partie du plancton, les organismes complexes participent largement aux flux de matière et d’énergie des océans. Explorer leur diversité et les fonctions de leurs gènes participera à la compréhension du rôle des océans dans l’équilibre planétaire.

La plus grande base de données planctoniques jamais établie à l’échelle planétaire promet encore des découvertes majeures dans les années à venir !

*Rappel :
Le plancton regroupe l’ensemble des organismes aquatiques qui dérivent passivement avec les courants, en ayant des capacités absentes ou limitées de nage à contre-courant. Cela représente des millions d’espèces différentes, depuis les virus, bactéries, organismes unicellulaires, jusqu’aux algues microscopiques, petits crustacés, larves de poissons... Ils constituent la base de la chaîne alimentaire des océans, produisent la moitié de l’oxygène que nous respirons et participent à l’équilibre du climat de la planète.

Références :
A global ocean atlas of eukaryotic genes. Nature Communications volume 9, Article number : 373 (2018).
doi:10.1038/s41467-017-02342-1
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Single-cell genomics of multiple uncultured stramenopiles reveals underestimated functional diversity across oceans. Nature Communications volume 9, Article number : 310 (2018)
doi:10.1038/s41467-017-02235-3
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