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Thèse en cours

Compréhension des mécanismes impliqués dans la réponse évolutive de populations de nématodes (C. elegans) exposées à des rayonnements ionisants

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Laboratoire d'accueil : Laboratoire d'écotoxicologie des radionucléides (LECO)
Date de début de thèse : octobre 2018
Nom du doctorant : Loïc QUEVAREC


Descriptif du sujet


Évaluer les effets d’une exposition à long terme aux rayonnements ionisants à l’échelle populationnelle constitue un champ de recherche impor tant. Les changements environnementaux, telle qu’une radio-contamination d’un écosystème, s’accompagnent de nouvelles pressions de sélection sur les populations. Ces pressions peuvent se traduire par un déclin démographique brutal, qui, s’il n’est pas accompagné d’une réponse adaptative efficace des populations, conduit à leur extinction. Au fil des générations, le tri par la sélection naturelle de ces populations peut conduire à une augmentation de la résistance au contaminant. Dans ce cas, les populations peuvent se rétablir démographiquement et persister. Mais l’adaptation à une contamination donnée peut également engendrer un coût en termes de capacité démographique (production de descendants…) ou encore, une plus forte vulnérabilité face aux stress environnementaux. Pour une évaluation rigoureuse des risques écologiques d’une contamination de l’environnement, il est donc important de comprendre et de quantifier les réponses évolutives des populations, et les conséquences de ces changements évolutifs sur le maintien à long terme des populations.


L'objectif de ce projet est d’étudier expérimentalement les réponses évolutives d’une population d’une espèce animale modèle, le nématode Caenorhabditis elegans, exposée à des rayonnements ionisants pendant plusieurs générations (au moins 20 générations).


Ce modèle animal se prête à ce type d’étude car, entre autre, il est de petite taille (1 mm), son cycle de vie est court (3 jours à 20°C), son génome est séquencé et il s’élève très facilement au laboratoire. Au fil des générations, les effets démographiques (taux de reproduction, taille de la population, sex-ratio…), génétiques (taux de mutation, changement de la structure génétique…) et phénotypiques (réserve énergétique, système immunitaire…) seront quantifiés. Concernant les aspects génétiques, le génome des populations sera séquencé au fil des générations, ce qui permettra d’appréhender l’évolution du taux de mutation (cartographie des SNP - Single Nucleotide Polymorphism -) et d’estimer la perte ou non de diversité génétique (richesse haplotypique, hétérozygotie…) au sein des populations exposées aux rayonnements ionisants. Par une approche de QTL (quantitative trait loci) le lien entre un phénotype et une région génomique sera établit, permettant ainsi de mettre en évidence des gènes soumis à la sélection vis-à-vis d’une exposition aux rayonnements ionisants.


Au final, il sera possible d’estimer le potentiel évolutif d’une population de C. elegans soumise à des rayonnements ionisants et de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents impliqués dans cette réponse.