Effets immédiats et retardés de l’exposition à la neurotoxine β-N-méthylamino-L-alanine (BMAA) durant le développement du killifish des mangroves (Kryptolebias marmoratus) sur les traits de croissance, le comportement et la méthylation de l’ADN.

Details

Supervisors

Frédéric Silvestre

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie

Abstract

L’approche écotoxicologique de ce mémoire est une étude sur la potentielle plasticité développementale induite par de la neurotoxine (BMAA) durant stade larvaire sur l’espèce Kryptolebias marmoratus, au niveau comportemental et épigénomique. L’intérêt de ce modèle réside dans sa capacité d’autofécondation, presque unique au monde chez les vertébrés. La variabilité des réponses phénotypique au sein d’une même lignée isogénique peut être alors directement liée à l’influence de l’environnement sur l’épigénome du poisson car la variabilité génétique est très faible. Pour cela, les effets immédiats et postposés de cette neurotoxine ont été investigués sur un groupe de larves âgés de 14 jours et un groupe de juvéniles âgés de 70 jours. Les larves sont exposées durant les 14 premiers jours après leur éclosion. Trois conditions sont réalisées : Condition C (Contrôle), Condition A (20 μg/L de BMAA) et Condition B (15 mg/L de BMAA). La BMAA est une neurotoxine produite principalement par des cyanobactéries. Ces phytoplanctons se retrouvent en grandes quantités dans l’environnement notamment lors des eutrophisations. Cette molécule agit comme un analogue du glutamate et est connue pour ses capacités d’excitotoxicité des récepteurs synaptiques. Les actions moléculaires de la BMAA peuvent endommager les neurones de manière irréversibles et induire une hyperactivité chez les individus exposés. La neurotoxine est susceptible de s’accumuler dans les cellules nerveuses et pourrait rester active dans l’organisme à long terme. Des analyses de taux de méthylation sont réalisées afin de caractériser les potentielles épimutations induites par la BMAA durant le développement, ce qui pourrait affecter le phénotype de l’organisme à long terme. Ces analyses se concentrent sur des sites CpG de régions spécifiques de gènes liés aux mécanismes moléculaires de la BMAA ou au comportement d’activité chez les vertébrés, à savoir, les gènes DRD4, Gabrb2, RTN4 et Maoa. Selon les résultats des traits de croissance, la BMAA a eu un impact délétère sur la taille et le poids des individus exposés jusqu’à 70 jours post-éclosion. Les traits de croissance reflètent la morphologie qui s’avère très importante pour l’activité de nage car elle peut influencer les stratégies de survie des poissons dans leur milieu naturel. Des tests comportementaux sur l’anxiété, ou thigmotaxie, et l’activité de nage ont été réalisés via des tests de 10minutes en nage libre, analysés sur le logiciel Ethovision. La distance parcourue et la vitesse moyennes sont significativement plus élevées pour les individus juvéniles exposés à la BMAA, ce qui reflète une augmentation de la mobilité induite par la BMAA à long terme. Ces effets pourraient être dûs à des marques épigénétique induite par la BMAA durant le développement. Concernant les analyses de taux de méthylation, aucune différence n’a pu être mise en évidence entre les traitements ni les stades de vie, ce qui pourrait suggérer l’implication d’autres mécanismes épigénétique en tant que source de flexibilité phénotypique chez le K. marmoratus pour les gènes sélectionnés, ou l’implication d’autres gènes dans la réponse à ce type de stress chez le K. marmoratus.