CE02 - Terre vivante

Evolution des génomes chez les Décapodes – GEODE

Résumé de soumission

Les décapodes sont un ordre très diversifié de crustacés, comprenant plus de 15 000 espèces vivantes dont les écrevisses, homards, crabes et crevettes. Parmi les décapodes, les écrevisses sont des espèces clés des écosystèmes aquatiques avec un fort impact sur la biodiversité de leur habitat. En dépit de leur importance écologique et économique, les écrevisses sont encore très peu explorées au niveau génomique. Elles constituent en fait une véritable énigme sur le plan évolutif puisqu’elles se situent parmi les Métazoaires ayant le plus grand nombre de chromosomes (plus de 170 généralement) et se caractérisent par des variations de taille de génome considérables, allant de 2 Gb à plus de 17Gb. Les écrevisses européennes sont actuellement menacées par des espèces invasives nord américaines naturellement porteuses de l’oomycète pathogène Aphanomyces astaci. Si les espèces nord américaines sont généralement résistantes à ce pathogène, la maladie appelée peste de l’écrevisse est habituellement fatale aux écrevisses européennes et décime les populations dans toute l’Europe. C’est en particulier le cas pour l’écrevisse noble Astacus astacus, une espèce emblématique des écosystèmes aquatiques européens qui est menacée d'extinction bien que quelques populations semblent avoir développé une résistance à la maladie.
Dans ce contexte, le projet GEODE vise à obtenir un génome de référence pour A. astacus, avec une résolution au niveau chromosomique. Avec une taille estimée de 17Gb, ce génome sera le plus grand génome disponible chez les Invertébrés. Son assemblage constitue un défi majeur compte tenu de l’importance attendue des éléments répétés. Pour réussir ce challenge, nous nous appuierons sur un panel de techniques complémentaires : le séquençage en lectures longues et courtes, l’approche Hi-C, la cartographie optique et des analyses cytogénomiques. Ce génome sera exploité par des approches de génomique comparative et de cytogénomique pour explorer l’évolution des génomes de décapodes, en terme de contenu en gènes, d’éléments répétés et d’architecture du génome, et tout particulièrement le système de détermination du sexe, encore inconnu chez les écrevisses. Nous nous appuierons sur le génome géant d’A. astacus pour comprendre les mécanismes qui régissent l’expansion massive de certains génomes chez les Crustacés.
En synergie, nous investiguerons le système immunitaire des écrevisses et son évolution chez les décapodes. Dans un premier temps, nous identifierons les gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée chez A. astacus par l’étude de l’expression différentielle des gènes dans différents tissus au cours d’une expérience d’infection contrôlée. S’il a longtemps été admis que la mémoire immunitaire était absente chez les invertébrés, cette notion est à présent remise en cause par son observation chez certains insectes et crustacés. Nous tenterons donc de démontrer expérimentalement l’existence de la mémoire immunitaire chez A. astacus par une expérience de priming immunitaire suivie par l’analyse transcriptomique sur cellule unique des hémocytes. L’ensemble des gènes identifiés, connus ou nouveaux, seront étudiés à la lumière de leur contexte génomique et évolutif pour faire la lumière sur le système immunitaire des Décapodes et sa spécificité par rapport aux autres Arthropodes. Enfin, nous exploiterons le modèle hôte-pathogène d’A. astacus et Ap. astaci pour déchiffrer leur histoire co-évolutive. Nous rechercherons les bases moléculaires de la résistance de l’hôte et de la virulence du pathogènes en déployant des approches GWAS entre populations sensibles et résistantes chez l’écrevisse et entre souches de virulence variée chez le pathogène. Les variants génétiques associés au trait de résistance à la peste de l’écrevisse seront utilisés pour créer une puce SNP qui permettra d’identifier les populations d’écrevisses résistantes, ouvrant ainsi la voie à une stratégie de gestion avancée pour la conservation de l’écrevisse.

Coordination du projet

Lecompte Odile (Laboratoire des sciences de l'Ingénieur, de l'Informatique et de l'Imagerie (UMR 7357))

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

TBG Senckenberg Research Institute / Translational Biodiversity Genomics
ICube Laboratoire des sciences de l'Ingénieur, de l'Informatique et de l'Imagerie (UMR 7357)

Aide de l'ANR 569 565 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2022 - 36 Mois

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