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Vers une approche mécanistique de la réponse adaptative aux changements globaux

Etienne Danchin

by Frédéric Magné - published on , updated on

La compréhension des modalités permettant aux organismes de faire face aux changements globaux est un défi scientifique majeur. Les mécanismes moléculaires qui sous-tendent les réponses adaptatives rapides à ce changement climatique restent peu comprises.

 
« Quand on cherche à comprendre la réponse aux changements globaux, deux processus sont souvent mis en avant : microévolution ou plasticité. En fait, cet article souligne le fait que cette dichotomie n’est pas aussi marquée car il y a des mécanismes moléculaires qui peuvent lier les deux, et ce d’autant plus que ces deux processus partagent une base mécanistique commune, permettant ainsi de passer de l’un à l’autre. » C’est en partant de ce constat que Simon Blanchet introduit les idées abordées dans l’article (dont il est le dernier auteur) paru récemment dans la rubrique Opinion de la revue Trends in Ecology & Evolution. Avec Olivier Rey et une série de collaborateurs dont de nombreux membres de TULIP, ils ont souhaité mettre en exergue deux éléments moléculaires qui ont la particularité d’être sensibles à l’environnement : les éléments transposables (ET) et les composantes épigénétiques (CE). Les ET sont des séquences génomiques capables de se déplacer (couper-coller) ou de se dupliquer (copier-coller) au sein du génome. Elles participent ainsi grandement au réarrangement des génomes notamment sous l’effet de stress environnementaux. De leur côté, les CE ont une importance majeure dans la régulation de l’expression des gènes au cours du développement et constituent des éléments clés dans la modulation de phénotypes, parfois transmises entre génération et donc héritables, en réponse à l’environnement. D’autre part, des liens forts existent entre ces deux moteurs de variabilité génétique et phénotypique. Partant de ce constat, les auteurs proposent un modèle moléculaire intégratif couplant les ET et les CE et permettant aux organismes d’ajuster de façon précise, d’une part leurs phénotypes mais également la production de variabilité phénotypique et génétique en fonction des conditions environnementales.

Evolutionary Outcomes of Activation of the TE–EC Engine in Somatic and Germinal Cells in Response to Stress

 

« On ouvre le capot »

En effet, les auteurs sont partis de leurs connaissances en écologie et y ont adossé par une approche transdisciplinaire remarquable en incluant la vision de la biologie moléculaire. La force de l’article réside dans le fait que certains concepts clés de la biologie éco-évolutive tels que la plasticité phénotypique et la microévolution sont décortiquées en terme mécanistique à l’échelle moléculaire. « On a voulu faire l’effort de présenter des concepts écologiques sous un angle mécanistique, à la communauté écologue pour leur dire : les mécanismes moléculaires sont là, et c’est dans cette direction qu’il faut aller pour mieux comprendre comment les organismes font face aux changements globaux » nous dit ainsi Olivier Rey.

Autour de cet article, c’est une partie de la communauté écologue de TULIP qui a de ses propres dires « plongé les mains dans le cambouis mécanistique » : Simon Blanchet (Station d’Ecologie Théorique et Expérimentale, CNRS, UPS, UMR 5321 Moulis et laboratoire Évolution et Diversité Biologique, CNRS, UPS, ENFA, UMR 5174, Toulouse), Olivier Rey (Station d’Ecologie Théorique et Expérimentale, CNRS, UPS, UMR 5321 Moulis et Department of Biosciences, College of Science, Swansea University) et Étienne Danchin (laboratoire Évolution et Diversité Biologique, CNRS, UPS, ENFA, UMR 5174, Toulouse). Pour les aider à lier l’écologie au domaine de la biologie moléculaire, ils se sont rapprochés de spécialistes de l’évolution des génomes, Marie Mirouze (Institut de Recherche pour le Développement, UMR 232 Diversité Adaptation et Développement des Plantes, Laboratoire Génome et Développement des Plantes, Perpignan) et Céline Loot (Institut Pasteur, Unité de Plasticité du Génome Bactérien, Paris, CNRS UMR 3525).
 

Référence

"Adaptation to Global Change: A Transposable Element–Epigenetics Perspective", Olivier Rey, Etienne Danchin, Marie Mirouze, Céline Loot & Simon Blanchet, Trends in Ecology & Evolution, 2016.
 
Source : LabEx TULIP https://www.labex-tulip.fr/