Aspirer de l’ADN directement depuis l’air
La biodiversité de la planète est en net recul. L’expansion, l’exploitation et la transformation de la planète par l’homme, responsables notamment du changement climatique, menacent le monde naturel. Pour contrer cette catastrophe imminente, il est indispensable savoir ce qui subsiste encore et de connaître la manière évolue dont la vie sur Terre. Les méthodes de surveillance conventionnelles peuvent se révéler longues et coûteuses. L’ADN environnemental (ADNe) constitue nouvelle technique prometteuse. Cette méthode peut révéler ce qui existe dans un endroit donné sur la base de l’ADN laissé par les plantes, les animaux et d’autres formes de vie. Si l’analyse de l’ADNe s’est révélée un outil puissant pour la surveillance des écosystèmes aquatiques, son utilisation terrestre a été plus complexe en raison de sa nature hautement distribuée sur les surfaces. Dans le cadre du projet AIRDNA financé par l’UE, Fabian Roger(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), chercheur postdoctoral à l’ETH Zurich, a étudié une nouvelle technologie capable de capturer l’ADN environnemental d’animaux et d’autres taxons à l’aide d’échantillonneurs d’air. «L’une des raisons pour lesquelles l’échantillonnage de l’ADN de l’air est si prometteur est que l’air peut être considéré comme de l’eau au-dessus de la terre», explique Fabian Roger, membre de l’équipe de recherche de Kristy Deiner(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), professeure adjointe au département des sciences des systèmes environnementaux de l’ETH Zurich. «L’ADN et les particules qui le transportent sont tellement petits qu’ils restent en suspension dans l’air, ce qui nous permet d’obtenir un échantillon représentatif bien mélangé, comme dans l’eau», ajoute-t-elle.
Tester les échantillonneurs d’air
L’un des objectifs du projet était de tester l’efficacité d’une série d’échantillonneurs d’ADNe aéroportés en tant qu’outils de surveillance des organismes de l’arbre de la vie, notamment les champignons, les bactéries, les vertébrés, les arthropodes (insectes) et les plantes. Les chercheurs ont testé six échantillonneurs d’air actifs différents répartis sur huit sites en Suisse, et ont réussi à extraire de l’ADN avec chacun d’eux. Les résultats révèlent que de plus longues durées d’échantillonnage, plutôt que de plus grands volumes d’air, ont permis de détecter un plus grand nombre d’espèces.
Cooptation des réseaux d’échantillonnage aéroportés
Le projet, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), a également cherché à savoir si ces informations avaient déjà été recueillies par les stations de filtrage de l’air existantes, qui surveillent les particules pour la santé publique. Pour ce faire, l’équipe a dû concevoir et valider un nouveau protocole d’extraction de l’ADN. Ce faisant, ils ont créé un compromis entre l’extraction de l’ADN d’organismes dotés ou non de parois cellulaires dures. L’équipe a adapté le protocole et s’efforce de l’appliquer dans le contexte de ces stations de surveillance de l’air. Un troisième volet du projet a consisté à vérifier si ce réseau pouvait détecter un agent pathogène invasif responsable du dépérissement du frêne à travers l’Europe. Les analyses sont encore en cours, mais les résultats préliminaires témoignent d’un grand potentiel.
Mettre en valeur le potentiel de l’ADNe en suspension dans l’air
L’équipe espère que les résultats convaincront davantage la communauté scientifique du potentiel de l’ADNe aéroporté pour une surveillance évolutive de la biodiversité. «L’échantillonnage de l’air peut être facilement automatisé et déployé, et peut fournir de très riches informations sur la biodiversité et les espèces individuelles», fait remarquer Fabian Roger. Ceci est particulièrement vrai dans les zones urbaines, ajoute-t-il, où sont situées la plupart des stations de surveillance de l’air. Fabian Roger œuvre actuellement à la création d’une start-up qui fournira une surveillance aéroportée de l’ADNe à des fins de suivi de la biodiversité et de biosurveillance. «J’espère que nous serons en mesure de rapidement développer la technologie et à plus grande échelle, car l’urgence de la crise qui frappe biodiversité exige des solutions immédiates», déclare-t-il.
