La peau et les fluides corporels mouillés sont des choses que la plupart des gens préfèrent éviter.



Mais pour un biologiste marin comme Cheryl Lewis Ames, professeur agrégé de biologie maritime appliquée à la Graduate University of Agricultural Science de l’Université de Tohoku (Japon), ces restes de vie sont devenus une clé magique pour détecter l’invisible.

Tout organisme vivant dans l’océan laissera inévitablement des traces contenant son ADN – ADN environnemental (ADNe) – détectable dans des échantillons d’eau prélevés dans l’océan



Ce n’est que récemment que la technologie de séquençage moléculaire est devenue suffisamment avancée pour effectuer des analyses d’ADN électronique sur le terrain afin d’identifier les espèces qui pourraient être en hazard, envahissantes ou dangereuses, et qui pourraient autrement passer inaperçues.

Ames a choisi des web-sites d’échantillonnage dans les Keys de Floride (États-Unis) où des espèces de méduses à l’envers Cassiopea sont présentes pour tester leur nouveau kit de séquençage d’ADN électronique Fieldable – appelé FeDS.

L’utilisation de l’ADN électronique pour l’identification de plusieurs espèces est un processus en plusieurs étapes appelé métabarcodage. Étant donné que la matrice d’ADN mixte doit d’abord être amplifiée à l’aide de la réaction en chaîne par polymérase (PCR), les expériences de métabarcodage sur le terrain n’ont été possibles que récemment grâce aux thermocycleurs à piles et à d’autres appareils portables.

La détermination de l’identité d’une espèce à partir de petits morceaux d’ADN filtrés à partir d’eau de mer nécessite l’utilisation d’un séquenceur de nouvelle génération (NGS), une machine qui occupe traditionnellement tout le comptoir de bureau dans un laboratoire et nécessite une prise électrique. Une nouveauté de la technologie portable utilisée dans cette étude – Nanopore MinION – est que lorsque des morceaux d’ADN passent à travers un pore microscopique dans l’appareil, les différences de courant électrique déterminent le code exclusive de chaque brin d’ADN.

Au lieu des machines de séquençage généralement de grande taille utilisées pour accomplir une telle tâche, Ames et son équipe testaient un système Nanopore de la taille d’un téléphone transportable, alimenté par un ordinateur transportable. Une goutte du mélange d’eDNA préparé ajoutée au séquenceur portable révèle à l’écran le code génétique de tout l’ADN qui le traverse en temps réel.

Ensuite, les séquences d’ADN sont recherchées dans une énorme base de données de séquences pour déterminer quelles espèces sont représentées par l’ADNe collecté sur location ce jour-là. La mise à niveau des variations « hors ligne » du logiciel nécessaire et le pré-téléchargement de la base de données de référence sur l’ordinateur portable signifiaient que l’ensemble du processus de métabarcodage pouvait être conduit au-delà des murs d’un laboratoire, loin de la connexion World-wide-web.

Ames et l’équipe ont détecté 53 espèces de méduses, dont Cassiopea, la méduse à l’envers, deux espèces venimeuses de méduses-boîtes, de nombreuses espèces avec des formes hydroïdes et deux espèces de méduses traquées qui n’étaient auparavant pas signalées dans les Keys de Floride, indiquant que le processus pourrait révéler des espèces qui, autrement, passeraient inaperçues.

« J’espère qu’un jour ce système sera utilisé pour atténuer les piqûres, presque comme une software de prévisions météorologiques qui signale également le » risque de piqûres de méduses « sur certaines plages », a déclaré Ames.

Ames a passé une grande partie de son temps à mener des recherches dans des domaines où les piqûres de gelée sont courantes, et des avertissements sur la présence de gelées venimeuses dans la région pourraient éviter d’innombrables blessures aux nageurs. Outre les fins pratiques de la pêche et de la conservation, le fait qu’un échantillon d’eau de mer puisse révéler les organismes à proximité est vraiment une merveille.