Des éléments apparemment simples tels que l’âge et le sexe sont difficiles à déterminer chez les (jeunes) anguilles. Les chercheurs de Wageningen explorent actuellement dans quelle mesure les modèles de méthylation – la façon dont les groupes méthyle se lient à l’ADN – peuvent fournir des indications. Et d’autres applications se profilent à l’horizon.
L’anguille, ou anguille, est « en danger critique d’extinction » sur la Liste rouge de l’organisation mondiale pour la conservation de la nature, l’UICN. L’âge et le sexe sont des facteurs importants pour réaliser des estimations fiables du stock d’anguilles, explique Tessa van der Hammen, chercheuse au Wageningen Marine Research et membre du groupe de travail du CIEM sur l’anguille (WGEEL) qui fournit à l’UE des conseils sur les captures. Ces facteurs sont cependant assez difficiles à déterminer. Cela est dû en partie au fait que les schémas de croissance peuvent varier considérablement en fonction de l’endroit où vit l’animal. “Une certaine taille n’est donc pas synonyme d’un certain âge”, explique Van der Hammen.
Étiquettes sur l’ADN
L’âge est actuellement mesuré en comptant les anneaux des otolithes, les « pierres auditives ». Cependant, cette méthode est coûteuse, comporte une marge d’incertitude relativement importante et nécessite de tuer les animaux pour cela. La nouvelle méthode envisagée ne nécessite qu’une coupe de tique pour collecter l’ADN. Le biologiste marin Reindert Nijland : « En termes simples, lors de l’analyse des modèles de méthylation, nous examinons les étiquettes de l’ADN qui déterminent si des gènes spécifiques sont exprimés ou non. Il reste encore à déterminer quels modèles de méthylation correspondent à quel âge ou à quel sexe. Mais si nous disposons de suffisamment de données sur suffisamment d’animaux, nous pouvons commencer à reconnaître des modèles – avec l’aide de algorithmes d’apprentissage automatique Big Data qui aident à identifier les corrélations. “Je suis convaincu qu’il sera possible de déterminer quels modèles correspondent à quel âge et à quel sexe”, déclare Nijland.
Genre complexe
Pour ce projet, l’ADN est prélevé sur au moins une centaine d’anguilles, le modèle de méthylation est analysé et leur âge et leur sexe sont déterminés. Ce n’est pas facile avec les plus petits spécimens, explique Arjan Palstra, expert en reproduction d’anguilles. « Chez les animaux mesurant entre 30 et 35 centimètres, le sexe peut être déterminé sur la base de caractéristiques externes. Mais avec des animaux plus petits, cela n’est pas possible ou est très difficile. Ensuite, nous devons mesurer les taux d’hormones dans le sang, par exemple, pour voir si nous pouvons déterminer le sexe – dans la mesure où il est différencié, car telle est toujours la question. On le voit plus souvent chez les poissons : l’environnement – la température, le pH, la photopériode, l’environnement social – influence le sexe phénotypique final.
La nouvelle méthode envisagée ne nécessite qu’une coupe de tique pour collecter l’ADN
La détermination du sexe est une question passionnante, explique Van der Hammen. «Ce n’est qu’une fois arrivés en Europe occidentale que les jeunes nématodes comprennent clairement comment ils se développent : deviennent-ils des mâles ou des femelles ? Ceci est lié à la densité de la population : plus la densité est faible, plus il y a de femmes. Aux Pays-Bas, le déclin du stock d’anguilles se reflète clairement dans la répartition par sexe. Dans l’IJsselmeer, on voyait principalement des animaux mâles. Aujourd’hui, la densité est bien plus faible et il n’y a presque que des femelles. Il en va de même pour le Bas-Rhin et le canal de la mer du Nord.»
Questions de recherche futures
Si la méthode de méthylation s’avère efficace, elle aura non seulement l’avantage d’être plus rapide et moins invasive que la méthode actuelle de détermination du sexe et de l’âge. Les chercheurs espèrent également en apprendre beaucoup sur la physiologie. Nijland : « Si nous pouvons retracer les endroits où l’ADN est méthylé, nous savons également quels gènes jouent un rôle. De plus, même si nous recherchons désormais spécifiquement des corrélations avec le sexe et l’âge, nous allons tout séquencer : l’intégralité de l’ADN de chaque individu. Ces données resteront disponibles si d’autres questions de recherche se posent à l’avenir.
Van der Hammen a encore un grand souhait. «Une application très importante serait également de pouvoir utiliser les modèles de méthylation pour distinguer si une anguille a été relâchée ou non.» De nombreuses civelles sont actuellement relâchées aux Pays-Bas. Il existe un débat considérable, tant au niveau national qu’international, sur la question de savoir si les anguilles relâchées peuvent retrouver le chemin de la mer des Sargasses et si leur reproduction y est aussi réussie que celle des anguilles non relâchées. Ceci est actuellement impossible à surveiller : une fois relâchées, on ne peut plus distinguer les anguilles relâchées des autres.
Quoi qu’il en soit, il existe encore des lacunes dans les connaissances sur les anguilles, explique Palstra, notamment sur ce qui se passe dans l’océan en matière de reproduction. «Il a toujours été très difficile de développer de bonnes méthodes de recherche dans ce domaine. Avec ces techniques modernes, une toute nouvelle ère de recherche semble émerger.
Le projet est une collaboration entre Wageningen Marine Research et les groupes de chaire Écologie des animaux marins et Breeding & Genomics, avec des interfaces avec le tâches d’enquête légales du Centre de Recherche Halieutique comme programme d’innovation Sciences animales de niveau supérieur. Les mois à venir tourneront principalement autour de la collecte de données ; l’analyse suivra en 2025. « Mais nous allons sans aucun doute fouiller dans les données cette année. Nous sommes très curieux”, conclut Nijland.
Mesurer la méthylation
La méthylation, les « étiquettes » sur l’ADN, peut être mesurée avec ce qu’on appelle séquenceur de nanopores, un appareil qui est sur le marché depuis environ cinq ans maintenant et qui lit les codes ADN à une vitesse vertigineuse. Cela se fait en faisant passer des fragments d’ADN simple brin le long d’une plaque dotée de canaux – des nanopores – soumis à une tension. L’ordre des bases dans l’ADN peut être lu car le signal électrique est interrompu lorsqu’elles se trouvent dans le pore. S’il contient un groupe de méthylation (« juste un atome de C avec quelques atomes d’H », selon Nijland), cela produit un signal différent de celui sans méthylation. Le logiciel le reconnaît automatiquement. «Grâce au séquençage de l’ADN, nous obtenons gratuitement des informations sur la méthylation.» Nous devons simplement utiliser un algorithme différent”, explique Nijland.
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2024-06-09 18:10:04
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