Ce projet étudiera l'expression génique (production des ARN messagers) dans les cellules du dinoflagellé phytoplanctonique Alexandrium catenella pendant la phase d'initiation de son développement. Cette approche totalement nouvelle pour comprendre la dynamique de la formation des floraisons algales toxiques, utilisera les méthodes de biologie moléculaire les plus en pointe actuellement. Ce projet sera effectué en coordination avec d'autres programmes écologiques et océanographiques en cours dans les équipes demandeuses. La variation de l'expression génique dans les cellules (la quantité d'ARNm) sera analysée dans différentes conditions. Cette variation sera étudiée entre les phases du développement en culture, en particulier pendant la phase de latence (avant que les cellules ne commencent à se diviser) et le début de phase exponentielle de croissance (les premiers cycles de division), deux périodes pendant lesquelles on s'attend à mesurer une grande quantité d'ARNm par cellule. Des facteurs environnementaux physico-chimiques et nutritifs seront variés en culture afin de déterminer leur influence sur l'expression génique, en affectant son intensité ou le temps de réponse entre l'application du facteur et le pic d'expression génique. Les variations de l'expression génique seront mesurées par transcription inverse et PCR quantitative pour deux gènes cibles choisis : un gène représentatif de l'activité métabolique codant l'enzyme RubisCO (fixation du CO2) et un gène indicatif de la dynamique prolifératrice des cellules codant pour la protéine PCNA (proliferating cell nuclear antigen) intervenant dans le processus de division cellulaire. Dans le cadre du suivi in situ des floraisons d'A. catenella, la quantification de ces deux ARNm cibles sera effectuée et rapportée aux densités de cellules estimées par le comptage sous microscope. En début de période favorable aux floraisons, même en présence de faibles densités d'A. catenella, on s'attend à mesurer des quantités d'ARNm relativement élevées révélant des cellules dans une phase de multiplication intense. Cette situation pourra être vérifiée avec le développement ultérieur des floraisons. Ceci permettra donc de déterminer quels sont les facteurs environnementaux régnant pendant la phase d'initiation des floraisons. En outre, une librairie d'expression (Expressed sequence tag, EST) sera générée à partir de cellules prises en tout début de développement. Ces séquences EST seront comparées avec celles d'autres dinoflagellés, dont l'espèce voisine A. tamarense, qui ont été obtenues à partir de cellules en fin de croissance, pour mettre en évidence des gènes exprimés plus spécifiquement dans les cellules proliférantes. Ceci ouvrira de nouvelles voies pour l'analyse des mécanismes moléculaires d'initiation des floraisons, et pour la détection des floraisons toxiques.

Les objectifs généraux de ce programme sont de suivre les niveaux de la contamination dans le merlu (Merluccius merluccius) du golfe du Lion en Méditerranée Nord Occidentale et dans les espèces principales de son réseau trophique pour identifier les processus clés qui agissent sur le devenir des contaminants, à fin d’établir une formulation mathématique de ces processus de manière à les inclure dans un modèle calibré et validé par les mesures in situ et si possible à partir de bassins expérimentaux. L’objectif final est d’obtenir un modèle prédictif de l’exposition d’une espèce représentative du golfe du Lion aux contaminants chimiques qui pourra servir d’outil de base pour l’évaluation des effets des contaminants sur les ressources aquatiques. Le Rhône joue un rôle majeur dans les apports de différents types de contaminants (polluants organiques, métaux lourds, et radionucléides) qui proviennent des activités anthropiques. Ils sont véhiculés notamment par le biais de la matière organique particulaire (MOP) qui sédimente en majeure partie sur le plateau continental et va influencer fortement la composition et l’abondance des communautés macrobenthiques situées à la base des réseaux trophiques marins. La structure du réseau trophique du merlu, permet d’identifier les espèces principales chez lesquelles seront établis les niveaux de contamination.

The control and understanding of oocyte quality (i.e. the oocyte ability to be fertilized and subsequently develop into a normal embryo) is an important socio-economical issue in the context of human and animal reproduction. “What does it take to make a developmentally competent egg?” is also a major scientific question shared by all animals. The aim of the present proposal is to address this question using zebrafish (Danio rerio) that is a model species for development in vertebrates but that we also intend to use as a model for understanding egg quality determinism in aquaculture fish species. In a first step of the project (tasks 1-3), we will aim at defining the molecular portrait of a developmentally competent fish egg using a model species, the zebrafish (Danio rerio), and a deep-sequencing illumina-based RNA-seq approach to correlate egg developmental potential with egg maternal transcriptome. This analysis will provide a global molecular picture of the developmentally competent zebrafish egg and will lead to the identification of maternally-inherited mRNAs exhibiting a differential abundance in eggs of different quality. These maternal mRNAs will subsequently be studied, in a second step, to achieve two separate objectives. The first objective, pursued in task 4, will be to functionally demonstrate the biological relevance and importance of selected maternal mRNAs for developmental success using a knock-down strategy in zebrafish. The second objective, pursued in task 5, will be to evaluate the potential of the maternal mRNAs identified above to become molecular markers of egg quality using other teleost species selected for their economic importance and evolutionary position.