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A toxico-genomic study of the model brown alga Ectocarpus siliculosus

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La tolérance aux métaux du varech

Des biologistes marins ont étudié les mécanismes expliquant la tolérance du varech aux métaux. Les varechs sont importants parce qu'ils sont les producteurs primaires des rivages et qu'ils fournissent un habitat à un grand nombre d'organismes marins.

Changement climatique et Environnement

Jusqu'à présent, le manque d'informations génomiques a gêné la compréhension des bases moléculaires expliquant la tolérance du varech aux métaux. Le récent séquençage du génome d'une algue brune (Ectocarpus siliculosus) a fourni l'occasion de répondre à cette question. Le projet ECTOTOX («A toxico-genomic study of the model brown alga Ectocarpus siliculosus») a étudié les mécanismes de la toxicité du cuivre chez l'algue brune. Le projet a notamment étudié l'expression des gènes impliqués dans la synthèse du glutathion et de la phytochélatine. Les phytochélatines sont les ligands intracellulaires des plantes les mieux compris. Ils ont un rôle crucial dans la réduction des effets néfastes des métaux. Ces petits peptides riches en soufre sont créés via la synthèse du glutathion par deux enzymes différentes, qui agissent comme un antioxydant à l'intérieur de la cellule. Le maintien de l'équilibre entre la synthèse et l'utilisation du glutathion afin de réduire les dommages dus à l'oxydation et de produire des phytochélatines pourrait s'avérer essentiel pour lutter contre le stress métallique. D'autre part, les effets toxiques des métaux sont associés au métabolisme des dérivés actifs de l'oxygène. Par conséquent, la tolérance aux métaux dépend de systèmes impliquant des enzymes antioxydantes, pour empêcher (ou du moins réduire) les dommages oxydatifs. Les partenaires du projet ont déterminé le niveau de tolérance au cuivre en mesurant la croissance et la photosynthèse de souches d'E. siliculosus. Les algues ont été collectées sur des sites ayant différents historiques de pollutions et exposés à diverses concentrations en métaux. La toxicité du cuivre a également été évaluée dans les spores de l'algue brune. Il a été établi qu'elles sont plus sensibles au cuivre que le végétal adulte, ce qui diminue le nombre d'organes reproducteurs formés. Les résultats ont mis en évidence l'importance des phytochélatines en tant que chélateurs des métaux pour l'algue brune, en réponse à de faibles niveaux de cuivre. Ces découvertes soutiennent l'utilisation des phytochélatines et des gènes associés (en particulier la phytochélatine synthase) comme biomarqueurs de la pollution au cuivre. Les travaux d'ECOTOX ont apporté des nouvelles connaissances dans l'évolution de la tolérance aux métaux et des mécanismes de défenses contre les métaux d'un organisme marin ayant une grande importance écologique. Ils permettront également aux agences de protection de l'environnement de développer des outils de surveillance plus sensibles pour évaluer l'état de santé des eaux côtières.

Mots‑clés

Tolérance aux métaux, varech, organismes marins, réponse au stress métallique, algues brunes, Ectocarpus siliculosus, toxico-génomique, glutathion, phytochélatine, dommages oxydatifs, métabolisme des dérivés actifs de l'oxygène, enzymes antioxydants, phyt

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