L’ADN est partout, dans l’eau, la terre et même dans l’air! Et les scientifiques disposent désormais de méthodes d’analyse capables de capter et de séquencer cet ADN environnemental.
Grâce à des progrès importants au niveau de la PCR (Polymerase Chain Reaction) et du séquençage, la technique de l’ADNe ou ADN environnemental a désormais le vent en poupe. Dernière prouesse en date dans un domaine qui repousse sans cesse les limites: la captation et le séquençage de l’ADN présent dans l’atmosphère.
L’ADN environnemental : une technique fiable et non invasive.
Le principe de l’ADNe repose sur la capacité qu’ont tous les êtres vivants, à laisser sur leur passage des fragments d’ADN provenant de l’urine, des fèces, des poils, des écailles, des sécrétions…Ceux-ci se retrouvent ensuite dans l’environnement : l’océan, l’eau d’un lac ou d’une rivière, le sol, les sédiments et comme l’ont démontré deux études réalisées dans des parcs zoologiques, dans l’air ambiant. Ces traces constituent une source d’informations précieuses pour identifier la présence ou le passage de certaines espèces, de l’infiniment petit comme les bactéries ou les virus aux espèces particulièrement discrètes ou rares qu’il est difficile, voire impossible, de répertorier avec les méthodes classiques. L’autre intérêt et non le moindre de la technique de l’ADNe, c’est le fait qu’elle soit non-invasive. Il suffit en effet de prélever une petite quantité du milieu dans lequel évoluent les espèces que l’on souhaite étudier sans avoir à intervenir sur les individus eux-mêmes.
De la simple trace au barcoding.
Une fois prélevés, les échantillons d’eau ou de terre sont envoyés en laboratoire pour analyse. Le protocole, qui comporte pas moins de quatre étapes, exige la plus grande rigueur de la part des scientifiques afin d’éviter les risques de contamination.
La première étape consiste à isoler les molécules d’ADN grâce à des méthodes de biologie moléculaire (par précipitation et centrifugation) désormais bien maîtrisées et largement automatisées, ce qui a permis d’en faire baisser le coût. Dans un deuxième temps, cet ADN est amplifié par PCR afin d’en obtenir des quantités suffisantes pour pouvoir le séquencer.
Le séquençage ADN permet de déterminer la séquence ADN correspondant à une espèce, c’est à dire le fragment de nucléotides qui la caractérise et la différencie des autres. Ces séquences sont ensuite répertoriées dans des bases de données internationales selon le concept du barcoding moléculaire inventé en 2003 par Paul Hebert, zoologiste et écologue canadien. Classés sous la forme de code-barres et intégrés dans un système informatisé, les fragments d’ADN peuvent être ainsi facilement comparés et identifiés en un temps record.
Un vaste champ d’application.
En quelques années, la technique de l’ADN environnemental est devenu un outil particulièrement apprécié des chercheurs pour l’étude de la biodiversité. Grâce à l’analyse des prélèvements, il est en effet possible d’identifier et de quantifier les êtres vivants présents dans les milieux naturels, de suivre les espèces rares ou en danger ou au contraire de surveiller l’émergence d’espèces exotiques envahissantes susceptibles de déséquilibrer l’environnement. Plus étonnant encore, l’analyse d’un simple échantillon de miel est capable de recenser toutes les espèces végétales butinées par les abeilles alors que l’ADN piégé dans quelques grammes de sédiments permet de remonter le temps, révélant quelles espèces peuplaient certains territoires il y a des milliers d’années.
Enfin, tout récemment, cette technique a apporté une contribution significative à la lutte contre la pandémie de Covid 19. Dans ce cas, c’est l’ARN viral qui a été traqué dans les eaux usées, permettant de quantifier la présence du virus et par conséquent de mieux anticiper l’évolution de l’épidémie. A l’avenir, cet outil pourrait également servir à repérer en amont l’apparition de nouveaux variants. En attendant de nouvelles applications, toutes aussi fascinantes, dans bien d’autres domaines.
Sources :
https://planet-vie.ens.fr/thematiques/ecologie/l-adn-environnemental-un-nouvel-outil-pour-espionner-les-especes-sauvages
https://www.ofb.gouv.fr/actualites/ladn-environnemental
https://www.notre-planete.info/actualites/4354-ADN-environnemental-biodiversite
https://www.lemonde.fr/sciences/article/2022/03/16/detecter-l-arn-environnemental-pour-suivre-l-epidemie-de-covid-19_6117759_1650684.html
https://www.encyclopedie-environnement.org/vivant/metabarcoding-codes-barres-adn-caracteriser-biodiversite/
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