Journée de l’ADN – 25/04/2024

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En cette journée de l’ADN, le RAQ met la lumière sur les travaux en cours de ses membres. Cette année, 6 étudiantes de l’ISMER vous parlent de l’ADN et de différents projets de recherche en cours.


L’ADN 🧬, ou acide désoxyribonucléique, est une molécule présente dans chacune des cellules des êtres vivants. Elle contient l’information génétique nécessaire à leur développement, à leur fonctionnement, ainsi qu’à leur reproduction et est donc essentielle à la vie. Chez les individus procaryotes, les molécules d’ADN forment le nucléoïde et les plasmides des cellules. Chez les cellules eucaryotes, l’ADN est stocké dans le noyau, ainsi que dans certains organites, tels que la mitochondrie et le chloroplaste.

Les informations contenues dans l’ADN sont stockées sous forme de séquences nucléotidiques. La molécule d’ADN est un polymère composé de quatre nucléotides : la cytosine (C), l’adénine (A), la thymine (T) et la guanine (G). La succession de ces monomères forme deux brins complémentaires enroulés l’un autour de l’autre en double hélice. C’est l’ordre d’enchaînement de ces nucléotides qui nous renseigne sur l’information contenue dans chaque segment d’ADN que l’on appelle « gène ». Ainsi, l’ensemble des gènes d’un individu compose le génome et est spécifique à chaque espèce.

L’ADN dessert principalement les fonctions suivantes :

–          La production de protéines par le biais de la formation d’ARN

–          L’échange de matériel génétique lors de la division cellulaire et au cours de la méiose

Les protéines sont des molécules constitutives de tous les tissus et organes du corps. Elles sont responsables de la plupart des fonctions vitales. Leur processus de production est marqué par deux grandes étapes : la transcription et la traduction.

Lors de la transcription, l’information contenue dans l’ADN de chaque cellule est « copiée » sous forme d’ARN, ou acide ribonucléique. Cette étape fait intervenir un nombre important d’enzymes spécialisés. À titre d’exemple, l’ARN polymérase intervient dans la lecture de chacun de segments d’ADN et leur retranscription en molécules d’ARN. Ces dernières vont ensuite permettre la production de protéines grâce à l’intervention de ribosomes lors de la traduction.

L’utilisation de l’ADN intervient dans de nombreux projets de recherche dans le domaine des sciences aquatiques. Des bases de données des génomes et de gènes sont désormais disponibles pour de nombreuses espèces. Les scientifiques les utilisent largement dans leurs études. Découvrez comment et pourquoi grâce à ces 4 projets de recherche :


Maria Martínez-Silva, stagiaire postdoctorale à l‘ISMER sous la supervision de David Deslauriers et Céline Audet, essaie de résoudre le mystère de savoir pourquoi des individus d’une même espèce décident de migrer ou non. C’est une question qui intrigue les scientifiques depuis plusieurs années, voire décennies. Pour ce faire, elle utilise une approche transcriptomique, c’est-à-dire évaluer l’expression des gènes impliqués dans des processus clés d’un organisme à l’aide de la quantification des molécules d’ARN.

Cette fois-ci, l’espèce étudiée est l’omble de fontaine, un poisson de la famille des salmonidés, qui présente deux écotypes : le résident (qui passe l’entièreté de son cycle vital en eau douce dans un lac ou une rivière d’origine) et l’anadrome (qui migre dans les milieux côtiers pour se nourrir avant de retourner dans les rivières pour s’y reproduire).

Grâce à l’étude de l’ARN, on peut observer les différences d’expression de certains gènes impliqués, par exemple, dans l’agressivité ou la témérité, comportements clés qui pourraient déterminer leur choix de devenir résident ou anadrome. On peut aussi déterminer si des gènes de croissance, de métabolisme ou de stress s’expriment de manière différente entre les deux écotypes. Toutes ces connaissances pourront aider à mieux comprendre la dynamique de chacun des écotypes et favoriser une meilleure gestion de cette espèce, vu qu’elle vit actuellement un déclin à cause de la fragmentation de l’habitat, de la compétition pour les ressources (ex: alimentaires ou pour l’habitat), de la pression de la pêche ainsi que des changements climatiques.


Imaginez un monde minuscule grouillant de vie, bien logé sur la carapace des tortues marines. C’est cela que l’étudiante à la maîtrise, Jessie-Lee Langel, cherche à explorer au moyen de techniques modernes d’analyse métagénomique.

Ce projet, sous la direction de Benjamin de Montgolfier, Réjean Tremblay et Mahdi El Bendif, comporte une longue période de collecte d’échantillons de biofilm, cette fine couche de vie qui recouvre la carapace des tortues marines. Equipés de brosses stériles, elle et les autres étudiants de ce vaste programme grattent les carapaces des tortues marines venant pondre sur les plages de la Martinique !

De retour au laboratoire, elle analysera ses précieux échantillons à l’aide de deux techniques : l’analyse taxonomique et l’analyse métagénomique.

D’un côté, l’œil expert des scientifiques du laboratoire Hydreco permettra d’identifier les différentes espèces de diatomées, ces algues microscopiques qui constituent une part importante de la vie phytoplanctonique. De l’autre côté, Jessie-Lee utilisera des outils de biologie moléculaire pour extraire l’ADN de tous les micro-organismes présents dans le biofilm. Cet ADN sera ensuite amplifié et séquencé, nous permettant de dresser un inventaire complet de la vie microscopique composant le biofilm.

Grâce à des logiciels bio-informatiques, elle analysera les séquences et explorera la diversité des taxons, leurs interactions et leurs fonctions. Elle comparera les communautés microbiennes de différentes carapaces et cherchera à comprendre les facteurs qui influencent leur composition.

Le but dans tout cela ? Chercher à en apprendre davantage sur la communauté épibiontes composant les biofilms et tenter de retrouver des preuves de déplacement chez nos tortues marines. Par exemple, les tortues Dermochelys coriacea (Tortue Luth) avec un biofilm diversifié pourraient indiquer une migration étendue, y compris en eaux tropicales et froides, et une sélection de sites de ponte moins stricte. De plus, la métagénomique permettra de valider l’hypothèse que ces tortues marines pourraient être vectrices d’algues éventuellement toxiques, comme certains protistes et les ramener dans les eaux du Golfe Saint-Laurent où elles ont l’habitude de venir se nourrir.


La Baleine noire de l’Atlantique Nord est une des espèces de grandes baleines les plus menacées au monde. Elle est considérée en danger critique d’extinction par l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN) et est protégée par la loi des espèces en péril du Canada. Il ne reste que 356 individus (estimés en 2022) et la majorité des décès connus sont attribués à des origines anthropiques, essentiellement des empêtrements dans des engins de pêche et des collisions avec des navires. De plus, la Baleine noire est observée et entendue depuis quelques années dans le Golfe du Saint-Laurent, ce qui entraîne des défis de coexistence avec les activités humaines.

Pendant son projet de maîtrise, sous la direction de Lyne G. Morissette, Benjamin de Montgolfier et David Deslauriers, c’est l’étudiante Manon Riou qui sera sur ses traces dans le nord de la Baie des Chaleurs.

Et quoi de mieux que d’utiliser l’ADN environnemental (ADNe) pour tenter de détecter cette majestueuse baleine et les autres cétacés évoluant dans cette zone côtière.

Mais qu’est-ce que l’ADNe finalement ?

Cette technique se base sur le fait que tout au long de leurs vies, les êtres vivants vont laisser des traces de leur passage via l’ADN qu’ils libèrent dans l’environnement. Ces traces invisibles peuvent être de natures très diverses telles que des écailles, des fèces, des squams ou du mucus par exemple. À partir d’un échantillon d’ADNe, de l’eau ou du sédiment, il est donc possible de détecter les espèces présentes au moment du prélèvement voire quelques heures à quelques jours avant.

Durant la période de terrain (entre mi-mai et début Août), des prélèvements d’eau de mer seront effectués dans la zone côtière du nord de la Baie des Chaleurs, entre Port-Daniel et Saint- George de Malbaie. Ces échantillons, après extraction et séquençage de l’ADNe, permettront de détecter les cétacés présents dans la zone d’étude.

L’ADNe est un outil émergent dans le suivi de la biodiversité et sera utilisé par Manon pour réaliser un inventaire des cétacés présent dans la zone côtière du nord de la Baie des Chaleurs, en complément des méthodes d’observations et d’acoustique passive.


Imaginez la Terre comme le lieu d’une grande fête où toutes les espèces se réjouissent. Soudainement, les humains, augmentent le chauffage à son maximum. Les invités, transpirants, commencent à murmurer inquiets : « Eh, ça chauffe ici ! ». Au lieu de paniquer, ils commencent à chercher des coins plus frais ou à adapter leur tenue pour mieux supporter la chaleur.

Parmi les invités, l’omble de fontaine, un poisson habitué aux eaux froides, commence à regarder à droite et à gauche pour trouver une solution. Le projet de recherche, de Ghizlane Banousse, étudiante au doctorat sous la direction de Céline Audet et Christina Semeniuk (Université de Windsor), se penche précisément sur ce phénomène : comment l’omble de fontaine ajuste-t-il sa biologie face au réchauffement climatique ?

Les espèces comme l’omble de fontaine ont la capacité d’ajuster leur ADN pour résister à des températures plus élevées, mais cela prend du temps. Ainsi, au lieu de changer leur ADN, ils modifient rapidement leur épigénome. Cette adaptation rapide se fait en régulant l’expression des gènes via l’ARN, sans altérer l’ADN, permettant une adaptation en une seule génération.

Mais comment observons-nous ces changements chez les poissons ? Le processus commence par la dissection d’un organe du poisson, (e.g, cerveau), suivie de l’extraction de l’ARN de cet organe. Cette étape prend plusieurs heures durant lesquelles l’organe est minutieusement décomposé pour libérer l’ARN et d’autres composants cellulaires. Après diverses étapes de lavage pour purifier l’ARN, sa qualité est vérifiée sur un gel d’électrophorèse — un moment que nous appelons l’heure de vérité. Si l’ARN est de bonne qualité, nous passons au séquençage pour identifier les gènes actifs dans le cerveau de l’omble de fontaine.

Après avoir obtenu les séquences de l’ARN du poisson, nous utilisons des programmes informatiques spéciaux pour analyser les données. Ces programmes nous permettent de voir quels gènes sont actifs et combien ils le sont. Cette information nous aide à comprendre comment les ombles de fontaine modifient leur biologie pour supporter des températures plus élevées.

Ainsi, bien que la fête sur Terre se réchauffe, avec la science, nous pouvons aider à assurer que tous les invités, y compris l’omble de fontaine, continuent de danser.


Merci à Annabelle Blanchet et Elisa Duchesne (étudiantes à la maîtrise sous la direction de Réjean Tremblay) pour l’introduction à l’ADN. Merci à Maria Martínez-Silva, Jessie-Lee Langel, Manon Riou et Ghizlane Banousse pour leur travail de vulgarisation permettant de vous présenter leurs projets de génétique.

Félicitations👏

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