Sur les traces du vivant

Les empreintes dont il est question dans ce livre édité par le CNRS ne sont pas visibles à l’œil nu. Il s’agit de traces d’ADN que les chercheurs vont traquer dans les sols, la mer, et même l’atmosphère... pour en tirer des informations nouvelles sur les organismes. Cette discipline appelée génomique environnementale existe depuis une dizaine d’années et s’est développée grâce à des outils très performants : les séquenceurs haut débit qui, à partir de traces incomplètes de matériel génétique, permettent de remonter jusqu’à l’organisme dont elles sont issues.

Écrit pour le grand public

Inventorier, caractériser, accéder à la biodiversité et aux interactions entre individus... Sorti le 12 novembre dernier, Empreinte du vivant, l’ADN de l’environnement (1) est un ouvrage collectif du CNRS qui explique la démarche et ses enjeux. « Ce livre ne contient pas vraiment de scoops, explique Philippe Vandenkoornhuyse, chercheur rennais qui a participé à l’aventure. L’idée était de présenter la génomique environnementale en mettant en relief les changements conceptuels induits tout en utilisant une écriture destinée au grand public. Le livre est magnifiquement illustré. » Spécialiste de génomique environnementale, Philippe Vandenkoornhuyse est chercheur au laboratoire Écobio de l’Osur (2). Avec un collègue du CNRS de Tours, spécialisé dans les insectes(3), il a coordonné le chapitre 6 consacré aux symbioses.

Une symbiose est une association entre un hôte et un microorganisme. C’est, en théorie, un système non stable, à l’équilibre fragile. Et pourtant, les symbioses sont très répandues. Comment se mettent-elles en place, comment évoluent-elles au cours du temps ? Les termites sont, par exemple, connus pour digérer la cellulose contenue dans le bois. Or, si l’on séquence le génome du termite, on ne trouvera aucun gène ni aucun groupe de gènes qui expliquera cela. Et pour cause : ce sont des microorganismes hébergés dans leurs intestins qui permettent aux termites de digérer le bois. Ces microorganismes font d’un termite ce qu’il est. « La génomique environnementale offre un corpus d’outils qui permet d’accéder aux microorganismes et à leurs fonctions, poursuit Philippe Vandenkoornhuyse. C’est une nouvelle façon d’aborder les êtres vivants. On ne regarde plus un macroorganisme seul, mais le macroorganisme avec tous ses microorganismes. C’est le concept de l’holobionte. »

Un nouveau point de vue

Ainsi, l’holobionte du corps humain contient cent cinquante fois plus de gènes que le génome humain ! Notre regard sur l’évolution devrait aussi changer : on dépasse la vision classique qui associait un génotype à un phénotype. Un même génotype peut avoir des phénotypes différents expliqués par le concept d’holobionte. Ce changement de point de vue peut s’appliquer à l’environnement, la santé humaine, la nutrition, la réponse au stress... « On s’intéresse la plupart du temps aux effets négatifs des microorganismes, souligne le chercheur. Mais ceux-ci peuvent aussi avoir des effets positifs sur leur hôte. » L’étude de ces interactions constitue l’un des vastes champs de la génomique environnementale.