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Un nouvel ensemble de données génétiques sur les microorganismes marins améliore notre compréhension de la vie dans les océans

juin 26 / 14

MMETSP

Des chercheurs ont assemblé la collection entière des molécules d’ARN de plus de 650 formes de vie microbienne et affiché ouvertement les données en ligne dans le cadre d’un projet qui pourrait permettre de rehausser notre compréhension des processus écologiques dans les océans.

Le Marine Microbial Eukaryotic Transcriptome Sequencing Project (MMETSP) est une collaboration internationale mise au point et financée par la Fondation Gordon et Betty Moore, et exécutée par le National Center for Genome Resources, deux centres d’archivage de cultures et des douzaines de laboratoires de par le monde. Participent à ce projet Patrick Keeling (Université de la Colombie-Britannique), Boursier principal et directeur de programme de l’ICRA; les Boursiers principaux de l’ICRA Alexandra Worden (Monterey Bay Aquarium Research Institute), John Archibald (Université Dalhousie), Alastair Simpson (Université Dalhousie) et Brian Leander (Université de la Colombie-Britannique); le Boursier de l’ICRA Claudio Slamovits (Université Dalhousie); et la conseillère de l’ICRA Virginia Ambrust (Université de Washington).

Le projet MMETSP s’est attelé à la tâche colossale de séquencer le transcriptome – la collection de molécules d’ARN que renferment les cellules d’un organisme – de centaines d’espèces eucaryotes, une catégorie qui comprend tous les organismes nucléés, des algues aux humains. Même si plusieurs d’entre eux jouent un rôle clé dans les écosystèmes marins, nous avons une compréhension limitée d’un grand nombre des eucaryotes marins choisis pour l’étude.

« La vie microbienne n’est pas qu’une boîte noire contenant des éléments de même nature », dit Patrick Keeling. Worden et lui se sont rencontrés à l’occasion d’une réunion du programme Biodiversité microbienne intégrée de l’ICRA et ont codirigé la publication d’un article sur le projet.

« La bactérie et le protiste, par exemple, sont beaucoup plus différents l’un de l’autre que le sont un être humain et une tulipe. Il s’agit d’un domaine vaste et diversifié où il y a beaucoup de variations. »

Les bactéries et les virus ont fait l’objet d’études assez approfondies, particulièrement ceux qui touchent les humains. Il y a aussi une large population d’autres organismes nucléés aux structures cellulaires complexes qu’on appelle eucaryote. Une grande diversité d’organismes, comme les plantes terrestres et les humains, appartiennent à cette catégorie, mais la recherche menée dans le domaine a mis l’accent sur les animaux que nous pouvons voir et les plantes qui font la photosynthèse. On sait très peu de choses sur la plupart des espèces eucaryotes microscopiques dont un grand nombre restent probablement encore à découvrir. « Il est difficile de bien comprendre un écosystème sans en examiner tous les membres », explique Keeling. « Si vous alliez dans le Serengeti pour mieux comprendre l’écologie des gazelles, mais que vous ne teniez pas vraiment compte des graminées ou des lions, vos résultats seraient erronés. »

Toutefois, il est souvent difficile de travailler avec les graminées et les lions métaphoriques de la microbiologie et, pour cette raison, des groupes d’organismes comme les protistes restent dans l’ombre. Cela s’explique en partie par le fait qu’il y a très peu de données comparatives à exploiter quand on tente de séquencer, par exemple, le génome de tous les organismes eucaryotes qui se trouvent dans un seau d’eau de mer.

« Évidemment, vous allez repérer des gènes, mais vous n’en connaîtrez pas l’origine », dit Keeling.

Keeling explique que le projet MMETSP visait à résoudre ce problème. Les chercheurs ont recueilli des suggestions sur la façon dont les transcriptomes pourraient au mieux servir la communauté de la recherche; ils ont ensuite procédé au séquençage des organismes et affiché ouvertement les données sur la base de données Community Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Ecology Research and Analysis (CAMERA) et Short Read Archive (NCBI). Les collaborateurs, dirigés par les Boursiers Keeling et Worden, ont publié un document de discussion sur la nouvelle ressource dans PLOS Biology.

« Il s’agit d’une ressource communautaire. Dès le départ, nous avions établi que tout le monde pourrait l’utiliser », explique Keeling.

Keeling précise que l’ICRA a réuni plusieurs collaborateurs du projet dont les discussions ont influencé le choix de certains des organismes séquencés.

« En raison de leur solide expertise dans le domaine, plusieurs chercheurs de notre programme ont siégé au comité consultatif du MMETSP », dit Keeling. Il ajoute qu’Alexandra Worden a suggéré de mobiliser la communauté pour écrire un article annonçant la création de la base de données MMETSP et les objectifs du projet lors d’une discussion avec lui et Virginia Armbrust, membre du conseil consultatif de l’ICRA, à l’occasion d’une réunion de la European Molecular Biology Organization (EMBO) tenue en Espagne et cocommanditée par l’ICRA

Les chercheurs espèrent que la base de données de transcriptomes suscitera l’attention d’autres chercheurs qui exploiteront ces données pour améliorer considérablement notre compréhension des microorganismes, la forme de vie la plus abondante sur notre planète.

Le Marine Microbial Eukaryotic Transcriptome Sequencing Project a été financé par la Fondation Gordon et Betty Moore (subventions GBMF2637 et GBMF3111).