Réponses aux stress induits par les xénobiotiques chez l'huître creuse Crassostrea gigas : approches cellulaire et moléculaire

Stress response induced by xenobiotics in the oyster Crassostrea gigas : cellular and molecular approach

• Auteur / Autrice : Isabelle Boutet
• Direction : Dario Moraga
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanologie biologique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biotransformation (métabolisme)

Polymorphisme génétique

Xénobiotiques

Crassostrea

Résumé

L'exposition à des molécules xénobiotiques (contamination d'origine anthropique) dans le milieu marin constitue une source de stress physiologique pour les organismes vivant dans les écosystèmes côtiers. D'avatage soumis à ces contaminations, les animaux sédentaires, comme l'huître Crassostrea gigas, ont développé des mécanismes de résistance face à ces stress. Dans un organisme, le concept de réponse au stress recouvre l'ensemble des synthèses protéiques survenant en réponse à des changements environnementaux (contaminations diverses, chocs thermiques, anoxie. . . ). Les principaux objectifs de cette thèse sont la compréhension des mécanismes utilisés par un mollusque marin, l'huître creuse Crassostrea gigas, face à des stress d'origine anthropique (contamination par les métaux et les hydrocarbures principalement) et de développer des indicateurs génétiques et cellulaires de ces stress. Dans un premier temps, un anticorps spécifique des métallothionéines (MTs) (détoxication métallique) a été synthétisé pour les quantifier et les localiser dans les tissus d'huître exposées à des métaux. Les résultats montrent que la quantité de MTs augmente au cours du temps d'exposition et que les MTs sont localisés dans les épitheliums digestifs et branchiaux et dans le noyau des ovocytes. Ensuite, une étude menée sur le Heat Shock Protein 70 (stress général) a permis de séquencer 2 gènes codant pour la forme induite (HSP70) et constitutive (HSC70). Le polymorphisme exonique de HSC70 montre une sélection potentielle par les métaux, bien que le nombre encore incertain de copies du gène et la multiplicité des profils rendent l'analyse difficile. Un anticorps anti-HSP70 a également été synthétisé et la quantification de ces protéines montre que leur teneur diminue dans les huîtres exposées à des métaux et augmente dans des huîtres exposées à des hydrocarbures. Leur localisation est, comme pour les MTs essentiellement épithéliale. Enfin, les mécanismes de détoxication des hydrocabures ont été étudiés par la technique des banques soustractives. Un total de 252 gènes régulés par les hydrocarbures ont été détectée, dont 10 directement impliqués dans la biotransformation des hydrocarbures. L'étude de l'expression de leur ARNm montre qu'ils peuvent être utilisés comme marqueur de contamination par les hydrocarbures. L'ensemble de cette étude a permis de mettre en évidence des processus de réponse à divers stress (métaux et hydrocarbures) chez l'huître C. Gigas. Une analyse approfondie des différents marqueurs caractérisés permettra à terme la fabrication d'outils performants et rapides, tels que la puce à ADN, permettant d'analyser leur expression face à différents stress ou en fonction de cycle biologique de l'organisme.

Exposure to xenobiotics (human origin) constitutes a major physiological stress in organisms inhabiting marine ecosystems. Sedentary animals such as the oyster Crassotrea giga are more exposed to these sources of stress and have developed some resistance mechanisms. The stress response concept could be defined as the synthesis of proteins as a response to environmental changes (contaminant exposure, heat shock, anoxia. . . ). The main objectives of this work were the understanding of mechanisms used by oyster in response to anthropogenic stress sources (metals and hydrocarbons, particularly) and the development of genetic and cellular indicators of these stress. First, we developed an antibody for metallothioneins (MTs) (metal detoxification) in order to quantify and localised MTs in tissues of oysters exposed to metals. The results indicated that MT quantify increased during experiments and that MTs are localised in gills and digestive gland epithelium and in ovocyte nucleus. Then, we sequenced 2 genes encoding the inducible (HSP70) and the constitutive (HSC70) forms of the Heat Shock Proteins 70. The polymorphism of HSC70 was analysed and revealed a potential selection by metal. The uncertain number of gene copies and the high number of profiles make the analysis difficult. An antibody for HSP70 was developed and the quantification of the protein revealed a decrease in metal-exposed oysters and an increase in hydrocarbon exposed oyster. HSP70 were localised in epithelium, as shown for MTs. Finally, we examined hydrocarbon-detoxification processes by using suppression subtractive hybridisation method. A number of 252 hydrocarbon-regulated genes were detected and 10 amongst them were directly involved in hydrocarbon biotransformation. An analysis of their mRNA expression indicated their potential use as a marker of hydrocarbon contamination. Complementary work conducted on these marker could serve to the development of accurate and fast tools, such as DNA ship, allowing gene expression analysis in response to various stress or physiological changes in oysters.