EMERGE - Environnement, épi-génomes, déterminismes et ontogenèses

Thème général

L’équipe réunit les collègues de l’unité spécialisés dans les processus d’ontogenèses, c’est-à-dire dans tous les processus qui conduisent à la mise en place de cellules différenciées, de tissus, d’organes ou de structures fonctionnels. Ces processus peuvent aussi bien se dérouler pendant les phases de développement (embryon, larve) que pendant les phases juvéniles ou adultes : embryogenèse, morphogenèse, gamétogenèse, gonadogenèse, neurogenèse et genèse de la coquille (biominéralisation). Tous ces processus conditionnent étroitement l’adaptation des organismes à leur environnement, et si leurs déterminismes sont avant tout génétiques, ils sont aussi susceptibles d’être influencés par l’environnement.

Les membres de l’équipe développent leur expertise sur des espèces marines d'intérêt économique, présentant des caractéristiques pertinentes pour les questions abordées : les niches germinales différemment structurées entre l’huître (Mollusque, bivalve) et la petite roussette (Vertébré, chondrichtyen), les blocages de gamétogenèse observés chez les huîtres triploïdes présentant des stérilités partielles, le système nerveux particulièrement structuré et développé de la seiche (Mollusque, Céphalopode) ou bien encore la biominéralisation nacrière chez l’ormeau (Mollusque, Gastéropode). Ces différentes espèces sont situées à des positions clé de la phylogénie permettant d’aborder l’histoire évolutive des processus d’ontogenèse étudiés.

Les questions abordées sont les suivantes :

> Quels sont les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les différents processus d’ontogenèse étudiés?

> L’environnement impacte-t-il ces mécanismes et comment?

Les chercheurs et ingénieurs de l’équipe ont une expertise dans des approches complémentaires pour aborder ces différentes questions : études chromosomiques, génétiques et épigénétiques (qPCR, séquençages NGS et bioinformatique, immunoprécipitations, caryotypes), études cellulaires et histologiques (cultures et tris cellulaires, microscopies qualitative et quantitative), caractérisations moléculaires (immunomarquages, hybridations), tests fonctionnels in vivo et in vitro (expositions, injections, transplantations, édition génique), expérimentations en milieu contrôlé, études de terrain...

Axes de recherche

Axe 1 : Déterminismes moléculaire et cellulaire des processus d’ontogenèse étudiés

Cet axe décrypte les voies cellulaires et moléculaires impliquées dans la destinée des cellules engagées dans les processus d’ontogenèse. Les facteurs d’identité des cellules souches (germinales, neurales, somatiques), les facteurs impliqués dans les différentes voies possibles de différenciation (en gamètes, neurones, cellules accompagnatrices) ou bien dans leur maintien, voire dans leur  blocage à l’état de pluripotence, les facteurs impliqués dans la mise en place et le fonctionnement des structures (histogenèse et organogenèse, hormones, enzymes, neurotransmetteurs,…) seront  plus particulièrement étudiés.

Axe 2: Influence des conditions environnementales sur les processus d’ontogenèse

L’impact de l’environnement peut être particulièrement déterminant pour le déterminisme sexuel, dans l’initiation de la gamétogenèse, l’effort de reproduction ou le développement embryonnaire et larvaire. De même, la maturation des structures nerveuses est influencée par les stimuli extérieurs et

un processus comme la minéralisation de la coquille est nécessairement dépendante de la disponibilité en minéraux dans l’environnement. Dans le contexte des changements globaux, l’environnement peut-être également source de perturbations des ontogenèses : quel est l’impact de l’acidification des océans ou de la hausse des températures sur le développement et la morphogenèse coquillière ? En quoi les modifications des paramètres abiotiques et biotiques peuvent interférer sur la maturation sexuelle, les sex-ratios, les destinées cellulaires ? Quelles sont les capacités d’adaptation ou de résilience des processus d’ontogenèse ?

Axe 3 : Epigénétique et ontogenèse

Des interactions indirectes existent entre l’environnement et les processus de l’ontogenèse: via des mécanismes épigénétiques, l’environnement peut modifier et réguler génomes et transcriptomes, et également imprimer des marques potentiellement transmises de génération en génération. L’huître, en particulier, par le contrôle de son développement précoce et de sa reproduction, sa vulnérabilité aux paramètres biotiques et abiotiques, émerge comme un modèle lophotrochozoaire dans ce domaine.

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ILL EMERGE Embryon de petite roussette - A. Gautier
Comparaison des minéralisations de juvéniles d’Haliotis tuberculata entre pH 8 (A,C) et pH 7.6 (B,D)(from Auzoux-Bordenave et al.)  S. Auzoux-Bordenave
Les méthylomes développementaux de l'huître sont spécifiques du stade de développement et de type d'élément génétique considéré et soulignent la segmentation et la métamorphose - G. Rivière
Mise en place des ébauches gonadiques chez l'embryon de petite roussette - A. Gautier
Un inhibiteur d'ADN méthyltransférases altère le niveau et la localisation de la méthylation de l'ADN dans les embryons d'huître - G. Rivière
Chez Crassostrea gigas, méthylation de l’ADN et niveaux d’expression sont correlés au cours du développement (from Riviere et al. 2017) - G. Rivière