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Les secrets des interactions entre le corail et les algues enfin révélés

Les récifs coralliens revêtent une grande importance écologique et économique, constituant une source de nourriture et de revenus pour des millions de personnes et offrant une protection des côtes. Mais, pour le moment, on ne sait que peu de choses au sujet des mécanismes moléculaires à l’origine de ces merveilles de la nature.
Les secrets des interactions entre le corail et les algues enfin révélés
La clé de l’immense productivité et biodiversité des récifs coralliens réside dans les interactions étroites et à long terme (symbiose) entre les coraux et les algues photosynthétiques qui vivent parmi les cellules coralliennes et transfèrent des nutriments essentiels à leurs hôtes. L’augmentation de la température de l’eau de mer peut provoquer la dégradation de cette symbiose, un phénomène connu sous le nom de «blanchissement» du corail. Le nombre d’épisodes de blanchissement dans le monde est en augmentation, un lien avec le changement climatique mondial ayant été établi.

Les mécanismes moléculaires impliqués au niveau du partenariat intime entre le corail et les algues ne sont pas encore bien compris, en grande partie à cause du fait que les coraux ne se prêtent pas à une analyse moléculaire en laboratoire. Le projet ESYMBIOSIS, financé par l’UE, a permis de développer un nouveau système de modélisation utilisant l’Aiptasia, une anémone de mer, pour découvrir les aspects fondamentaux de la symbiose des coraux.

Un système expérimental innovant

L’Aiptasia vit en symbiose avec les mêmes types d’algues que les coraux, de manière stable. Toutefois, à la différence des coraux, l’Aiptasia peut être facilement conservée sous forme de lignées clonales se reproduisant asexuellement en conditions de laboratoire. En outre, la reproduction sexuée peut être induite, constituant ainsi une source illimitée de larves non symbiotiques qui absorbent facilement les symbiotes du milieu environnant.

«Nous avons caractérisé différentes lignées d’anémones et de souches de symbiotes utilisées en laboratoire grâce à la phylogénie moléculaire (l’histoire évolutive d’une espèce) et à la zoologie», a déclaré la Dre Annika Guse, coordinatrice du projet. Poursuivant des études menées par un laboratoire partenaire visant à utiliser des diodes électroluminescentes bleues pour simuler une pleine lune, les chercheurs ont ensuite élaboré un protocole efficace pour induire la reproduction sexuée des anémones dans le but de produire des larves d’anémones de façon régulière.

Ces larves, qui absorbent les symbiotes du milieu environnant, sont utilisées pour étudier l’établissement de la symbiose à l’aide d’outils moléculaires modernes. «Nous avons décrit le développement larvaire ainsi que l’absorption des symbiotes au niveau cellulaire, et développé des outils pour analyser l’expression des gènes et localiser les protéines. De plus, nous avons identifié les principaux acteurs de la symbiose et réalisé des expériences comparatives avec des coraux prélevés sur le terrain», explique la Dre Guse.

Les scientifiques ont séquencé le génome d’Aiptasia et mis en place diverses autres techniques moléculaires, biocellulaires et biochimiques, notamment des approches métabolomique, lipidomique et transcriptomique. La Dre Guse affirme: «Nos efforts ont ouvert la voie à l’utilisation des larves d’Aiptasia en tant que système expérimental innovant, destiné aux recherches sur la symbiose des coraux, et ont abouti à un certain nombre de publications évaluées par des pairs.»

La façon dont les coraux survivent

ESYMBIOSIS cherche maintenant à répondre à d’importantes questions, comme celle consistant à savoir s’il existe des cellules spécifiques qui acquièrent les symbiotes. D’autres questions sont également à l’étude, en ce qui concerne les mécanismes de reconnaissance pour l’absorption des symbiotes, la manière dont les symbiotes évitent d’être détruits par leur hôte et comment les nutriments essentiels sont transférés entre les partenaires. «Nous étudions comment fonctionnent les transporteurs de lipides conservés au cours de l’évolution et impliqués dans le transfert du (cholé)stérol du symbiote vers l’hôte – une condition préalable à la survie des coraux car ils ont perdu la capacité de synthétiser eux-mêmes les stérols», révèle la Dre Guse.

Comme dans la recherche médicale, comprendre en quoi consiste une bonne santé, pour la symbiose des coraux, peut servir de base pour déterminer ce qui se passe en cas de maladie ou lors des épisodes de blanchissement du corail. «Nos recherches jettent les bases d’une enquête plus ciblée sur le blanchissement du corail et de la mise au point de stratégies de protection des récifs coralliens», commente la Dre Guse. «Elles attirent également l’attention sur les écosystèmes des récifs coralliens et sur les défis auxquels ils sont confrontés à cause de la pollution due aux activités humaines», conclut-elle.

Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

ESYMBIOSIS, corail, symbiose, Aiptasia, algues