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The functional significance of sex and death in phytoplankton differentiation

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Une algue microscopique… avec un rôle majeur

Des scientifiques européens étudient la génétique du phytoplancton qui agit comme un puits de carbone et produit des gaz favorables pour le climat. La découverte des gènes responsables de la survie de la phase sexuée promet d''apporter le secret du repeuplement et de la formation de nouvelles efflorescences.

Santé

Emiliania huxleyi (E. huxleyi) est une petite algue dont le cycle de vie complexe tient un grand rôle dans la biochimie des océans. Durant la phase diploïde, la surface de la cellule est couverte d''une armure de plaques calcaires qui représente une partie notable du puits de carbone mondial. La multiplication de l''algue à ce stade donne des efflorescences d''un blanc laiteux. E. huxleyi rejette également du sulfure de diméthyle qui sert de germe pour la condensation des nuages et a donc un rôle majeur dans l''homéostasie mondiale. L''autre phase du cycle de vie, haploïde, produit les gamètes (les cellules reproductrices) qui sont totalement résistantes aux attaques virales (capables de détruire quasi totalement l''efflorescence). Dans le contexte d''une recherche européenne soucieuse de l''importance de la régulation du climat, le projet Funsex-Dephynd («The functional significance of sex and death in phytoplankton differentiation») financé par l''UE cherchait à étudier les différences entre les phases sexuées et asexuées pour mieux comprendre la réponse au stress et la croissance exponentielle de ce phytoplancton marin. En utilisant le séquençage approfondi par la méthode de Sanger, l''équipe du projet a estimé qu''environ 20000 gènes étaient exprimés lors d''une efflorescence d''E. huxleyi, la moitié s''exprimant probablement différemment dans la phase sexuée. Les scientifiques ont également identifié des gènes très importants en rapport avec la calcification durant la phase diploïde. La phase haploïde est très spécifique par l''expression de gènes conduisant à l''apparition de flagelles qui rendent mobiles les cellules reproductrices. Le projet Funsex-Dephynd a également étudié les effets d''un déficit en phosphore et en azote sur les deux phases, à l''aide de puces à ADN. Les cellules haploïdes sont plus tolérantes à un manque de phosphore, et les scientifiques ont identifié les modifications de l''expression génique responsables des différences. Des comparaisons portant sur l''ensemble du génome ont également révélé de grandes différences entre les différentes souches d''E. huxleyi: dans les eaux plus chaudes, 70 ont perdu la capacité de former des flagelles. Les souches vivant dans des climats tempérés ont conservé la totalité du cycle de vie. Le Joint Genome Institute a récemment terminé l''analyse du séquençage complet d''E. huxleyi. Les travaux post-génomiques seront importants pour analyser la fonction des gènes et les applications. Les résultats du projet soutiendront la recherche européenne sur le phytoplancton, un élément crucial de la régulation du climat.

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