Adaptation et réponse transcriptionnelle de Chlamydomonas reinhardtii en réponse à l'exposition chronique au cadmium

Abstract

Étudier l’adaptation de l’algue unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii à l’exposition chronique au cadmium revêt une importance considérable dans le contexte environnemental actuel. La présence de ce métal lourd dans l’écosystème, largement imputable aux activités industrielles humaines, peut provoquer une diminution de la croissance et de la germination de la flore et impacter la faune via bioaccumulation. Chlamudomonas reinhardtii se divise deux fois par jour, un grand nombre de générations peuvent ainsi être produit dans temps relativement court.Cette caractéristique constitue un cadre solide pour identifier les mécanismes d’adaptation de cette algue au métal toxique. Une analyse préliminaire des mutations accumulées après 1.000 générations d’exposition au cadmium a permis d’identifier des gènes situés à proximité de ces mutations. Une vaste diversité de fonctions protéiques codées par ces gènes ont été trouvées. Néanmoins, certains mécanismes semblent spécifiquement associés à la croissance en présence de ce métal toxique. Un enjeu de l’analyse de ces données est la filtration des variants. Une approche rigoureuse est nécessaire pour éliminer les erreurs de séquençage tout en préservant les variants émergentes au sein des populations. D’un autre point de vue, l’analyse de l’expression différentielle des gènes (DEGs) exprimés après 3.000 générations au sein de populations exposées ou non au cadmium met également en évidence des adaptations spécifiques de l’organisme à la présence de ce métal. Le plus grand nombre de DEGs a été mis en évidence entre les populations contrôles, c’est à dire non exposées au cadmium, et les populations soumises à une concentration de 150 µM de cadmium pendant 6 ans. Cependant, l’analyse de ces données génomiques et transcriptomiques est compliquée par la nature des échantillons provenant de populations et non d’individus isolés. Les erreurs de séquençage et les variants émergent au sein d’une population montrent peu de différences apparentes. De plus, les cultures soumises aux mêmes conditions ont été séparées depuis 3.000 générations, ce qui conduit à une grande divergence au sein de populations exposées à la même condition. L’adaptation de Chlamydomonas au cadmium ouvre des perspectives de compréhension des mécanismes de tolérance à ce métal lourd toxique.