Thèse soutenue

La méthylation de l'ADN chez Biomphalaria glabrata, rôle et impact sur la génération de la plasticité phénotypique

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Auteur / Autrice : Nelia Luviano Aparicio
Direction : Christoph GrunauCéline Cosseau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie
Date : Soutenance le 29/01/2021
Etablissement(s) : Perpignan
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)
Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : ECOEVI - ECOlogie et Evolution des Interactions
Laboratoire : Laboratoire Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements (Perpignan)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Rivière, Paul J. Brindley, Marie Lopez, Thierry Lagrange, Benoît Pujol
Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Rivière, Paul J. Brindley

Résumé

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La compréhension des mécanismes moléculaires qui permettent l'adaptation rapide des mollusques vecteurs de parasites à de nouveaux environnements est importante pour le contrôle des maladies. L'adaptation rapide est difficile à expliquer par la génétique mendélienne traditionnelle et il existe des preuves solides qui soutiennent que les mécanismes épigénétiques sont à l'origine des adaptations rapides chez plusieurs espèces. Je me suis focalisée sur une marque épigénétique appelée la méthylation de l’ADN, qui est modulée par l'environnement et joue un rôle dans la plasticité phénotypique chez de nombreuses espèces, principalement les plantes et les vertébrés. Néanmoins, le rôle de la méthylation de l'ADN dans la génération de variations phénotypiques chez les invertébrés a été très peu étudié. J'ai abordé la question du rôle de la méthylation de l'ADN dans la génération de la plasticité phénotypique et de son héritabilité chez l'escargot B. glabrata, l'hôte intermédiaire du parasite Schistosoma mansoni, l'agent pathogène de la schistosomiase, une maladie tropicale négligée. La méthylation de l'ADN chez B. glabrata est régulée par l'infection3du parasite S. mansoni et par le stress environnemental, de plus, il a été démontré que la méthylation de l'ADN affecte son expression génique, suggérant que la méthylation de l'ADN peut affecter la variation phénotypique et donc l'adaptation de l'escargot à de nouveaux environnements. Pour étudier le rôle de la méthylation de l'ADN dans la génération de la variation phénotypique, une manipulation expérimentale de la méthylation de l'ADN chez l'escargot était nécessaire. Par conséquent, deux approches ont été proposées dans cette thèse pour introduire des épimutations chez l'escargot B. glabrata: 1) Épi-mutagenèse aléatoire en utilisant des inhibiteurs chimiques des enzymes ADN methyltransferases (DNMT) et par ségrégation conséquente des épimutations dans des lignées d'autofécondation et 2) Par la méthylation des cytosines d'un locus ciblé avec un outil d'édition épigénétique qui consiste à l'utilisation d'une vecteur plasmidique codant pour l’ADN méthyltranférase (DNMT3) fusionnée avec l’enzyme dCas9 (Cas9 avec l’activité nucléase désactivé). Pour l’approche d’épimutagenèse aleatoire, un nouvel inhibiteur des enzymes DNMT a montré des effets d’inhibition de la méthylation dans deux générations consécutives, en montrant un effet épigénétique multigénérationnelle et sans montrer d’effet toxique ni dans la survie ni dans la fécondité de l’escargot B. glabrata. De plus l’inhibiteur Flv1 a montré être efficace dans deux autres espèces de mollusques, l’escargot d’eau douce Physa acuta et l’huître creuse Crassostrea gigas, ce qui suggère que cet inhibiteur représente un potentiel outil moléculaire pour moduler la méthylation de l’ADN chez d’autres mollusques. Dans le cas de l’approche ciblée, j’ai utilisé une méthode de transfection qui permet d’introduire deux vecteurs plasmidiques avec un promoteur viral SV40 de façon in vivo dans des embryons de l’escargot B. glabrata. La transfection a été effectuée au stade gastrula, ce qui a entrainé une incorporation mosaïque du vecteur dans les cellules transfectées. Toutefois, la méthode a permis de méthyler certains sites CpG du gène ciblé.