IHPE – Defi Holobionte

DEFI TRANSVERSAL
« Dynamique de l’holobionte et fitness »
Responsables Eve TOULZA et Caroline MONTAGNANI

rond-GB
La notion d’holobionte a étendu la notion d’organisme à l’ensemble des communautés microbiennes internes ou de surface qui lui sont associées. Ces organismes seraient alors considérés comme des communautés d’espèces, « métaorganismes » qui seraient la véritable unité d’évolution, résultat de l’interaction de leur propre génome avec celui de leur microbiote et cible de la sélection naturelle.
Le concept d’holobionte est ainsi actuellement au cœur de nombreuses réflexions et débats sur le fonctionnement, l’homéostasie des organismes ou leur évolution. Ces questionnements restent cependant ouverts dans bon nombre de groupes taxonomiques. L’objectif de ce défi, qui se veut transversal aux différentes problématiques des équipes de l’unité IHPE, est donc de mettre en place des projets et collaborations pour étudier l’étendue de ces concepts chez les différentes espèces modèles du laboratoire. Les différents invertébrés étudiés au sein de l’unité nous donnent en effet aujourd’hui l’opportunité d’explorer l’impact de la nature et de la dynamique du microbiote sur leur statut de santé et leur survie comme sur leurs capacités d’adaptation (défense vis à vis des parasites ou pathogènes opportunistes, résistance aux variations environnementales).
La notion d’holobionte a étendu la notion d’organisme à l’ensemble des communautés microbiennes internes ou de surface qui lui sont associées. Ces organismes seraient alors considérés comme des communautés d’espèces, « métaorganismes » qui seraient la véritable unité d’évolution, résultat de l’interaction de leur propre génome avec celui de leur microbiote. Ainsi, la théorie de l’hologénome, définie pour la première fois chez le corail par Eugène Rosenberg, considère que l’holobionte et son « hologénome » (toutes les entités génomiques en interaction) seraient la cible de la sélection naturelle.
L’importance de ce concept est devenue de plus en plus évidente à mesure que les études se sont accumulées révélant l’importance du compartiment microbien pour la fitness (ou valeur sélective) de l’hôte et son rôle dans de nombreuses fonctions physiologiques, depuis la reproduction, le développement, le fonctionnement des barrières épithéliales, l’immunité, etc. Les perturbations de cette association pourraient affecter la capacité d’acclimatation et donc la fitness  de l’assemblage d’espèces.
Un autre aspect nouveau apporté par cette théorie est celle de l’interaction entre des communautés aux capacités d’adaptation rapide (microbiote) et lente  (macroorganismes) dont pourraient émerger de nouveaux traits sélectifs et ainsi influer sur l’adaptabilité des espèces. Dans des conditions environnementales stressantes, la communauté symbiotique peut changer rapidement et cette plasticité pourrait jouer un rôle important à la fois dans l’acclimatation et l’évolution des macroorganismes.
 
Le concept d’holobionte est ainsi actuellement au cœur de nombreuses réflexions et débats sur le fonctionnement, l’homéostasie des organismes ou leur évolution. Ces questionnements restent cependant ouverts dans bon nombre de groupes taxonomiques. L’objectif de ce défi, qui se veut transversal aux différentes problématiques des équipes de l’unité IHPE, est donc de mettre en place des projets et collaborations pour étudier l’étendue de ces concepts chez les différentes espèces modèles du laboratoire. Les différents invertébrés étudiés au sein de l’unité nous donnent en effet aujourd’hui l’opportunité d’explorer l’impact de la nature et de la dynamique du microbiote sur leur statut de santé et leur survie comme sur leurs capacités d’adaptation (défense vis à vis des parasites ou pathogènes opportunistes, résistance aux variations environnementales).
Chez la plupart de ces modèles, il sera tout d’abord nécessaire de réaliser un inventaire des espèces composant le microbiote, de caractériser leur spécificité, et de déterminer leur stabilité au cours des générations. Nous pourrons ensuite aborder leur dynamique en réponse aux perturbations environnementales, biotiques ou abiotiques. Des approches intégratives combinant échantillonnages de terrain, expérimentations en milieu contrôlé et méthodes d’analyse moléculaire à haut débit, tant au niveau taxonomique que fonctionnel (barcoding, métagénomique, métatranscriptomique) devraient nous permettre de déterminer l’importance du microbiote dans le fonctionnement de ces interactions et dans l’apparition des crises écologiques majeures qui affectent de manière récurrente certains de nos modèles d’intérêt dans le contexte des changements globaux auxquels ils sont confrontés.
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Exploration de l’holobionte chez les modèles du laboratoire IHPE (c)IHPE-Montagnani-Toulza-2015
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Illustration d’un métagénome (c)http:/armbrustlab.ocean.washington.eduseastar
Eve TOULZA (Equipe ECOEVI), eve.toulza@univ-perp.fr
Caroline MONTAGNANI (Equipe MIMM), cmontagn@ifremer.fr