ARN environnemental dans les écosystèmes marins – eRNAmaris

Contexte général : Les campagnes scientifiques de chalutage de fond restent la méthode préférentielle pour étudier la densité des populations de poisson dans les écosystèmes marins en dépit de leur impact environnemental négatif. L'analyse de l'ADN environnemental (ADNe), qui est en voie de devenir une approche de biomonitoring dans de nombreux habitats aquatiques et pourrait remplacer le chalutage de fond, ne parvient pas à fournir de bonnes estimations de population des poissons marins. Une des causes est la stabilité de l'ADNe pendant de longues durées dans l’environnement, ce qui permet sa diffusion sur de grandes distances et empêche l'estimation de la biomasse des populations locales. Récemment, l'analyse de l'ARNe a été proposée comme alternative à cause de sa dégradation plus rapide qui devrait améliorer l'estimation des populations locales. Néanmoins, les propriétés réelles de l'ARNe sont peu connues. Dans ce projet nous proposons de réaliser la première étude de l'ARNe sur les poissons marins afin d'explorer son potentiel à dépasser les limitations de l'ADNe dans les écosystèmes marins.
Questions scientifiques : Ce projet traite trois questions (1) Comment se différencient les taux d'excrétion et de décomposition des deux types d'ARNe (ARNm et ARNr) de ceux de l’ADNe? (2) Est-ce que l'analyse de l'ARNe permet de surmonter les faiblesses de celle de l'ADNe dans les écosystèmes marins ? (3) Comment les modèles hydrodynamiques de dérive prenant en compte les mouvements des poissons peuvent-ils améliorer la capacité des analyses non-invasives de l'ADNe/ARNe à produire de l'information à haute résolution spatio-temporelle sur la densité des populations de poissons marins?
Approche : Les questions ci-dessus seront traitées selon un plan d'expérience en trois pahse successive. Premièrement, des données de base sur la quantité et la stabilité de l'ARNe dans l'environnement marin seront obtenues à partir d'expériences en milieu contrôlé avec différente espèces de poisson. Deuxièmement, ces données seront utilisées pour développer un modèle hydrodynamique de diffusion/advection décrivant le transport de l'ADNe/ARNe dans l'océan, afin d'augmenter le pouvoir prédictif de l'analyse ADNe/ARNe pour les poissons marins. Les mouvements actifs des poissons seront intégrés au modèle pour évaluer leur importance relative par rapport au transport de l'ADNe/ARNe. Troisièmement, les nouvelles approches seront évaluées avec des données de terrain collectées lors de deux campagnes dédiées et deux campagnes opportunistes dans le golfe de Gascogne.
Niveau d'originalité : En tant que première étude de l'ARNe des vertébrés marins, ce projet sera à la tête de l'innovation pour porter cette nouvelle approche de science et application de biomonitoring basé sur les acides nucléiques. La combinaison des expertises complémentaires des partenaires français et autrichiens permettra de mener à bien ce projet interdisciplinaire qui examine le potentiel du biomonitoring basé sur l'ARNe dans les ecosystèmes marins.
Principaux chercheurs impliqués : Le projet repose sur l'expertise de Daniela Sint (PI-AT) and Michael Traugott (Univ. of Innsbruck, AT) spécialistes de l'analyse des traces d'ADN/ARN à partir d'échantillons environnementaux et Verena Trenkel (PI-FR) and Robin Faillettaz (Ifremer, FR) – experts en recherche marine et modélisation.