Stage Master

Les niveaux de pollution des écosystèmes marins par les plastiques ont augmenté ces 70 dernières années (Ostle et al. 2019). Les plastiques sont transportés en milieu aquatique et dégradés via des processus physico-chimiques et biologiques sous la forme de micro- et nanoplastiques (Gewert et al. 2015; Jacquin et al. 2019; Min et al. 2020). Leur taille, leur composition, leur structure 3D ainsi que leur densité, vont induire des réponses différentes entre les groupes taxonomiques (Haergerbaeumer et al. 2019). Il est actuellement admis que les contaminants plastiques sont à l’origine d’effets majeurs et négatifs pour la santé des organismes marins (Simmonds, 2017). Au-delà de la voie d’exposition liée à l’eau contaminée (ingestion, filtration, contact), les plastiques sont transférés dans les chaînes trophiques jusqu’aux prédateurs supérieurs, dont l’Homme (Wilcox et al. 2015; Compa et al. 2019; Walkinshaw et al. 2020). Cela peut fortement impacter certains socio-écosystèmes, notamment en lien avec l’exploitation durable des produits de la mer (Phuong et al. 2018; Beaumont et al. 2019). Actuellement, alors que les mécanismes de toxicité des macro et micro plastiques sont de plus en plus documentés, un manque de connaissance est mis en évidence pour les nanoparticules de plastiques (Alexy et al. 2020). Cela est particulièrement vrai vis-à-vis d’organismes d’intérêt à la base de la chaîne trophique, et notamment les microalgues benthiques des bassins conchylicoles. La diatomée marine, H. ostrearia, est étroitement liée aux populations de bivalves commercialement exploités. Consommée par ces bivalves (Gastineau et al. 2014), elle est en partie, de part sa production d’un pigment bleu-vert appelé marennine, responsable du verdissement des huitres. Un enjeu du projet développé au laboratoire BIOSSE est de déterminer quels sont les processus moléculaires qui vont permettre à ces microorganismes de s’adapter aux nanoplastiques (Gaur et Rai, 2001; Kovalchuk et al. 2004 ; Bell et Collins, 2008; Casacuberta et Gonzalez, 2013; Loria et al. 2019 ; Déniel et al. 2020a; Salces-Ortiz et al. 2020). Ces mécanismes étant peu documentés chez les diatomées marines et notamment en ce qui concerne la réponse aux nanoplastiques (Déniel et al. 2019) de nombreuses questions se posent. Quels sont les gènes impliqués lors de la mise en présence des nanoparticules ? Y a-t-il des voies de signalisation ou de détoxication particulièrement mises en place ? et pouvons nous supposer que, au delà des changements transcriptomiques, des changements génomiques ont pu être réalisés comme par exemple une méthylation de certains gènes déterminant dans l’adaptation ou la survie des microalgues.

Le sujet de M2 proposé ici : « Caractérisation du transcriptome et du méthylome de la diatomée Haslea ostrearia après une exposition aux nanoparticules de polystyrène » se positionne dans un programme EC2CO (Initiative Structurante Ecosphère Continentale et Côtière - Mémodiplasta) financé par le CNRS (2021-2023) et le Pari Scientifique Régional (LANCOM). Le but du projet est de dévoiler les gènes potentiellement impliqués dans la réponse aux nanoparticules et quantifier leurs transcrits. Certaines voies métaboliques ou de signalisation pourront ainsi être mis en évidence et comparées à celles existantes lors de la réponse à d’autres stress. De plus, l’analyse de méthylome nous permettra de visualiser une régulation génomique de la réponse à ces contaminants émergeants et extrapoler une réponse adaptatives pouvant être développée par les descendants d’Haslea ostrearia. Une part de risque non négligeable est à prendre en compte dans ce stage, à savoir que le génome d'Haslea n'est pas disponible. Pour répondre aux questionnement posés, le stagiaire endossera le rôle d’un analyste de données et devra utiliser des outils de bioinformatique afin de nettoyer les séquences (adaptateurs, qualité, profondeur ...), faire un assemblage de novo avec annotation du transcriptome et procéder à une analyse quantitative. Il devra se montrer curieux, autonome, intéressé par les problématiques environnementales et avoir un solide bagage à la fois en biologie et en bioinformatique.