Impact du changement climatique sur le métabolisme des protéines d’une espèce clé des communautés intertidales, Mytilus edulis (L.)

Impact of global change on protein metabolism homeostasis in an intertidal key species, Mytilus edulis (L.)

• Auteur / Autrice : Romain Péden
• Direction : Frank Le Foll
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 21/06/2016
• Etablissement(s) : Le Havre
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Stress environnementaux et biosurveillance des milieux aquatiques (Reims, Marne ; Le Havre, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : : Normandie Université (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Rabilloud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Pain, Florence Bultelle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vianney Pichereau, Michel Auffret

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéomique

Résistance au stress

Changements climatiques

Changements climatiques -- Adaptation

Mytilus

Mots clés libres

Conditionnement

Stress thermique

Traits de vie

Microcosme

Mytilus

Climate change

Thermal stress

Proteomics

Acclimatation

History of life

Microcosm

Résumé

Dans un contexte de réchauffement climatique et d'anthropisation, les organismes colonisant les espaces côtiers sont, et seront soumis, à des variations importantes de leur milieu de vie. Parmi ces organismes, la moule bleue Mytilus edulis constitue une espèce clé des écosystèmes intertidaux et est utilisée comme sentinelle. Au cours de cette thèse, des moules collectées sur des sites présentant des niveaux de contamination contrastés ont été conditionnées à deux niveaux de température différents avant une exposition à un stress thermique aigu. Des analyses protéomiques ont été réalisées pour explorer les effets de ces stress sur l'homéostasie des protéines. Une forte mortalité est observée exclusivement pour les individus issus du site pollué et conditionnés à des températures modérées. Chez les individus issus du site propre, une abondance de protéines de stress thermique et une sur-expression d'acteurs indiquant la mise en place d'un métabolisme anaérobie est observée. Les individus conditionnés à des températures plus élevées ont une meilleure réponse vis-à-vis des individus conditionnés aux températures modérées. Pour les moules provenant du site contaminé les réponses protéiques sont bien moins nettes et tendent à démontrer un effet additif délétère de la contamination et de la température. Là encore, les individus conditionnés aux températures les plus élevées répondent mieux. En conclusion, les individus au trait de vie non contaminés affichent de meilleures réponses physiologiques que les individus contaminés. De plus, les organismes dont l'historique thermique est favorable, i.e. conditionnés à des températures plus élevées, ont également des réponses améliorées.

Intertidal organisms live in a fluctuating environment. The blue mussel Mytilus edulis is a key species of those ecosystems and are largely use as sentinel species. Global warming associated with anthropization will expose mussels to contaminations together with increased temperatures. In addition, more frequent heatwaves are expected. In this work, mussels were collected at two sites depicting contrasted levels of contamination and thermal exposure in microcosm were conducted. Two acclimation scenarios were set up prior to exposure to an identical acute thermal stress. In order to decipher joint effects of acclimation and contamination on protein homeostasis, gill proteome comparisons were performed. High mortality was observed only for mussels collected at the contaminated site and acclimated to current temperatures. Concerning gill proteome analysis, organisms from the pristine site exhibit high abundance of thermal stress proteins. Proteoforms involved in anaerobic metabolism were also up-regulated. Interestingly, mussels acclimated to the higher temperatures show an enhanced response compare to the one acclimated to current temperatures. Concerning mussels from the contaminated site, the response appears more confusing, excepted for heat stress protein response. This may indicate deleterious effects of combined contamination and heat stress. Therefore, organisms acclimated to higher temperature display improved responses. In conclusion, mussels with a clean life history show better physiological abilities than individuals with contaminated life history. Moreover, organisms prepared to heat stress by higher acclimation temperatures also develop a more effective response.