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Eisenia fetida

Identification de biomarqueurs potentiels aux ETMs

Projet: Collaboratif
Etat du projet: Fini



Collaborations :

L’émergence des techniques de biologie moléculaire appliquées à l’écotoxicologie a permis de mieux appréhender ces dernières années les mécanismes d’action des contaminants sur les organismes vivants (Stürzenbaum et al., 2003 ; Timmermans et al., 2007). L’analyse de l’expression génique est un outil puissant, 1- pour diagnostiquer l’existence d’un stress dans une population et 2- pour analyser les mécanismes de réponse à un stress (voir Robbens et al., 2007 ; Brulle et al., 2010).

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Auteur : C. Cocquerelle
Eisenia fetida

Des travaux récents (Brulle et al., 2006 ; 2007 ; 2008a), nous ont permis d’identifier et de mesurer l’expression génique de 14 biomarqueurs potentiels chez Eisenia fetida après une exposition in vivo au cadmium dans un sol artificiel. Les effecteurs ont été choisis parmi des protéines très conservées pour lesquelles les variations (en terme de quantité de protéines et/ou d’expression) suivant une exposition métallique ont été rapportées dans la littérature. L’expression a été mesurée dans les cœlomocytes (cellules immunitaires circulantes) car la majorité des effecteurs sélectionnés sont connus pour être impliqués dans des mécanismes de défense. Nous avons également entrepris une approche « globale » en réalisant des banques soustractives (Brulle et al., 2008b), dans le but d’identifier des gènes dont l’expression varie suite à une exposition à un mélange complexe d’ETMs. Dans un premier effort de séquençage, 1536 séquences ont été analysées et annotées. Outre l’enrichissement des bases de données nucléotidiques d’Eisenia fetida via l’obtention de 764 séquences uniques, ce premier travail nous a permis d’identifier deux nouveaux biomarqueurs potentiels aux ETMs.

Un projet de séquençage de 20 000 séquences supplémentaires a été proposé par F. Vandenbulcke et réalisé par le Genoscope. Les données de séquençage ont été analysées et annotées par la suite en collaboration avec le Professeur Mark Blaxter (Institute of Evolutionary Biology, University of Edinburgh. Quelques 5 000 séquences uniques ont été obtenues (lien).

Ces 4000 séquences uniques issues de banques soustractives « métalliques » constituent un premier ensemble de sondes qui seront déposées sur une « puce » à ADN afin de disposer d’un outil de mesure de l’expression génique adapté à l’étude de l’impact de tout type de stress environnemental sur une espèce test.


Bibliographie

Brulle F., Mitta G., Cocquerelle C., Vieau D., Lemière S., Lepretre A., Vandenbulcke F. (2006). Cloning and real-time PCR testing of 14 potential biomarkers in Eisenia fetida following cadmium exposure. Environmental Science and Technology, 40(8), 2844-2850.

Brulle F., Mitta G., Leroux R., Lemière S., Lepretre A., Vandenbulcke F. (2007). The strong induction of metallothionein gene following cadmium exposure transiently affects the expression of many genes in Eisenia fetida : a trade-off mechanism ?. Comparative Biochemistry and Physiology Part C (Pharmacology and Toxicology), 144(4), 334-341.

Brulle F., Cocquerelle C., Nda Wamalah A., Morgan AJ., Kille P, Leprêtre A. and Vandenbulcke F. (2008a) cDNA cloning and expression analysis of Eisenia fetida (Annelida ; Oligochaeta) phytochelatin synthase under cadmium exposure. Ecotoxicology and Environmental Safety (Highlighted article).Vol 71 (1), p47-55.

Brulle F., Cocquerelle C., Mitta G., Castric V., Douay F., Leprêtre A., and Vandenbulcke F. (2008b) Identification and expression profile of gene transcripts differentially expressed during metallic exposure in Eisenia fetida. Vol 32 (12), p1441-1453. Developmental and Comparative Immunology.

Brulle F., Vandenbulcke F., 2009, Développement de biomarqueurs d’exposition aux métaux basés/fondés sur les fonctions physiologiques de l’annélide oligochète Eisenia fetida. Etude et Gestion des Sols. Volume 16(3/4), 159-175.

Brulle Franck, Morgan A. John, Cocquerelle Claude & Vandenbulcke Franck. (2010). Transcriptomic underpinning of toxicant-mediated physiological function alterations in three terrestrial invertebrate taxa : a review. Submitted.

Bernard F., Brulle F., Douay F., Lemière S., Demuynck S. and Vandenbulcke F. (2010). Metallic trace element body burdens and gene expression analysis of biomarker candidates in Eisenia fetida, using an “exposure/depuration” experimental scheme with field soils. In press. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2010, doi : 10.1016/j.ecoenv.2010.01.010.

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Robbens J, van der Ven K, Maras M, Blust R, De Coen W. Ecotoxicological risk assessment using DNA chips and cellular reporters. Trends Biotechnol. 2007 Oct ;25(10):460-6.

Spurgeon D. J., Weeks J. M. & van Gestel C. A. M. A summary of eleven years progress in earthworm ecotoxicology. Pedobiologia. 2003, Vol. 47, No. 5-6, 588-606.

Stürzenbaum S. R., Parkinson J., Blaxter M., Morgan A. J. & Kille P. The earthworm expressed sequence tag project. Pedobiologia. 2003, Vol. 47, 447-451. Timmermans M. J. T. N., de Boer M. E., Nota B., de Boer T. E., Mariën J., Klein-Lankhorst R. M., van Straalen N. M., Roelofs D. Collembase : a repository for springtail genomics and soil quality assessment. BMC Genomics 2007, 8:341

mise à jour le 6 juillet 2010

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