Soutenance de thèse de Arnaud UNGARO

Ecole Doctorale
Sciences de l'Environnement
Spécialité
Ecologie
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
RNA-seq,Pipeline,Transcriptome,Cyprinidae,Xénobiotiques,Durance
Keywords
RNA-seq,Pipeline,Transcriptome,Cyprinids,Xenobiotics,Durance river
Titre de thèse
Etude des variations de l'expression génique induites par des perturbations environnementales dans le bassin Durancien: le modèle poisson.
Variations in genetic expression induced by environmental perturbations in Durance basin: the fish model
Date
Lundi 17 Septembre 2018 à 14:00
Adresse
Université d'Aix Marseille Campus St Charles 3 place Victor Hugo 13331 Marseille Cedex 3
A déterminer
Jury
Directeur de these Rémi CHAPPAZ Aix Marseille Université
Rapporteur Céline BROCHIER-ARMANET Université Claude Bernard Lyon 1
Rapporteur Joël GRILLASCA Université de Toulon
Examinateur Alain DEVAUX Institut National de Recherches Agronomiques (INRA), mis à disposition du LEHNA
Examinateur Jacques VAN HELDEN Aix-Marseille Université
Examinateur Christine ARGILLIER Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture
Examinateur Jean LAROCHE Université de Bretagne Occidentale
Examinateur Christelle ADAM-GUILLERMIN Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire

Résumé de la thèse

Le but de notre étude était de mettre en place une méthode qui puisse nous permettre d’identifier, en aveugle, des perturbateurs de voies biologiques, et qui soit d'une part généralisable pour toute espèce de poissons et d'autre part applicable quel que soit le cours d’eau considéré. Nous nous sommes intéressés aux gènes différentiellement exprimés (ainsi qu’aux voies biologiques dans lesquels ils interviennent) dans le foie, en utilisant la technologie du séquençage Illumina de banques ADNc. Nous avons étudié trois espèces de cyprinidae (C. nasus, P. toxostoma, S. cephalus) dans le bassin de la Durance, servant à l’alimentation en eau de plusieurs millions de personnes. Nous avons mis en place une suite logicielle pour inférer un transcriptome pour chacune des trois espèces étudiées, et effectué un travail en bioinformatique pour l’identification des spécimens hybrides. Cette méthode nous permet d’assigner les 596 millions de séquences générées (représentant 293 spécimens) à l’une des trois espèces et à 16606 gènes identifiés. Les résultats biologiques montrent des variations de l’expression de gènes touchant des voies biologiques associées à des réponses aux xénobiotiques (oestrogènes, Hap, métaux lourds) le long de l’axe amont-aval de la rivière. Ils montrent aussi que les spécimens échantillonnés dans le canal EDF présentent des réponses atténuées aux xénobiotiques par rapport aux individus en rivière. Ce résultat peut s'expliquer par l’effet de dilution des polluants dans une masse d’eau plus importante. Cette étude met en évidence les capacités adaptatives des populations de poisson à court terme (acclimatation), via des modifications de l'expression des gènes à un ensemble de perturbateurs environnementaux. Ce travail permet d'envisager la mise en place d'un outil de gestion incontournable.

Thesis resume

The aim of our study was to establish a method that allows the identification (in blind) of biological pathway disrupters, for all species of fish and applicable regardless of the watercourse considered. We focused on differentially expressed genes (and the biological pathways in which they act) in the liver, using the Illumina sequencing technology of cDNA libraries. We studied three species of cyprinidae (C. nasus, P. toxostoma, S. cephalus) in the Durance basin that constitutes water resource for several million people. We have implemented a pipeline to infer the transcriptome for each of the three species studied, and developed a bioinformatics framework for the identification of hybrid specimens. This method allows us to assign the 596 million sequences generated (representing 293 specimens) to one of the three species and to 16,606 identified genes. The biological results display variations in the expression of genes affecting biological pathways associated with xenobiotic responses (estrogens, Hap, heavy metals) along the upstream-downstream axis of the river. They also yield that the specimens sampled in the EDF channel displayed an attenuated responses to xenobiotics, in comparison to individuals that inhabite the river, possibly a benefit of the dilution effect of pollutants in a larger body of water. This study highlights short-term adaptive capacities (acclimation) of fish populations to a set of environmental disrupters via changes in gene expression levels. It will open a way to an essential tool for management policies.