Comment l'épigénétique participe à la réponse environnementale
Les conditions environnementales de ce champ géothermique se définissent par une température du sol élevée, des teneurs extrêmement fortes en CO2 (dioxyde de carbone) et faibles en oxygène ainsi qu'une biodisponibilité en métal très importante. Un tel environnement serait mortel pour la plupart des organismes, une initiative de l'UE a donc décidé de déterminer comment L. rubellus pouvait tolérer ce milieu si exigeant. Le projet EPIWORM (Finding the ghost in the genome: assessing the contribution of epigenetics to environmental plasticity in the soil sentinel Lumbricus rubellus) a tenté d'analyser les modifications épigénétiques provoquées par ces facteurs environnementaux. Le consortium du projet a ainsi cherché à savoir si le contrôle épigénétique constituait un mécanisme supplémentaire de régulation de la réponse génomique. Les partenaires du projet ont émis l'hypothèse que les facteurs de stress environnementaux, sous forme de contaminants, influençaient directement l'expression de gènes spécifiques. Ce phénomène entraînerait une plasticité phénotypique qui serait à la base de la réponse de l'organisme aux stimuli générateurs de stress. Deux sites de São Miquel ont été sélectionnés par les chercheurs. Le premier site se situe dans la région de Furnas qui présente la plus forte activité volcanique de tout l'archipel des Açores, et le second se situe dans la région de Macela qui ne montre, elle, aucun signe d'activité volcanique. Bien que les concentrations métalliques soient similaires sur les deux sites, le sol de Furnas se caractérise par une température élevée, une hypoxie relative et des niveaux extrêmement élevés de CO2 avec son acidité induite. Les chercheurs ont cartographié les changements épigénétiques par immunoprécipitation de l'ADN méthylé sur des échantillons de vers de terre lyophilisés. Ces travaux constituent la première description du profil de méthylation des vers de terre. Ces données ont également permis le développement d'un logiciel capable de réaliser une analyse d'investigation sur un ensemble de données épigénétiques de grande taille. Les chercheurs ont par ailleurs préparé des bibliothèques de séquençage de petits ARN et identifié pour la première fois, des miARN (microARN) chez Amynthas gracilis. Ces microARN semblent essentiels pour l'adaptation de l'organisme au milieu volcanique en plus de leurs fonctions de régulation de la population. Les chercheurs ont également analysé la corrélation spatiale de ces modifications épigénétiques avec l'altération de l'expression de certains loci en générant des données de séquençage d'ARN. Ces travaux ont révélé un certain nombre de voies associées à la survie de l'organisme dans un environnement à stress multiples comme par exemple les gènes impliqués dans la réponse de l'organisme à l'hypoxie, l'hypercapnie, le stress thermique ou les métaux. Les partenaires du projet ont également étudié l'épiderme des vers dans les sols volcaniques et non volcaniques afin de déterminer la relation fonctionnelle entre l'altération épigénétique et la réponse phénotypique. Leurs travaux ont montré que les vers de terre répondaient aux changements d'un point de vue épigénétique en régulant l'expression génétique et les informations de la séquence de base qui résultent de cette adaptation.
Mots‑clés
Épigénétique, facteurs de stress environnementaux, Lumbricus rubellus, EPIWORM, ver de terre
