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Une nouvelle méthode de génotypage à l’épreuve du climat

par Frédéric Magné - publié le

Les régions les plus chaudes de la planète se prêtent mal à la conservation de l’ADN ancien. Sous ces latitudes, le matériel génétique se dégrade en effet rapidement, rendant son analyse par les méthodes de génotypage classiques très difficile. Dans une étude publiée récemment dans la revue Molecular Ecology Resources, des chercheurs de l’Institut Jacques Monod, (IJM, CNRS/Université Paris Diderot) ont pu tester l’efficacité d’un procédé de génotypage combinant des méthodes de biologie moléculaire et de génomique existantes. Grâce à cette approche novatrice, ils ont pu déterminer une partie du génotype de rongeurs vieux de 44.000 ans à partir de fossiles prélevés dans une grotte marocaine avec l’aide d’une équipe du Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN). Ce résultat, qui constitue le plus vieil ADN jamais mis en évidence en Afrique, augure de prometteuses applications non seulement en paléontologie et en archéologie mais aussi en écologie.

A gauche : Prélèvement aseptique par Silvia Guimaraes et Emmanuelle Stoetzel de carottes dans la
stratigraphie de la grotte El Mnasra (Témara, Maroc). A droite : Stratigraphie de la grotte El Mnasra
(Témara, Maroc) après carottage © Eva-Maria Geigl

 
L’étude de l’ADN contenu dans les restes fossilisés aide notamment les scientifiques à mieux comprendre le cheminement évolutif des êtres vivants. La faible quantité de matériel génétique que recèlent ces fossiles rend toutefois ce type d’analyses particulièrement délicates. Son utilisation est par ailleurs limitée aux environnements froids et tempérés, les seuls à même d’assurer une bonne conservation de l’ADN ancien au fil du temps. Pour contourner ces obstacles, une équipe du CNRS a mis au point une méthodologie qui combine la sensibilité de l’amplification en chaîne (PCR) à la puissance du séquençage haut débit d’acides nucléiques. Les chercheurs ont pu tester pour la première fois son efficacité sur des restes d’ossements et de dents fossilisés provenant d’une grotte de la région de Témara, dans le nord du Maroc. Ils sont ainsi parvenus à caractériser les lignées mitochondriales de rongeurs vieux de 44.000 ans. « Cette information génétique est la plus ancienne jamais obtenue sur le continent africain où le climat très chaud ne favorise pas la préservation de l’ADN, ce qui témoigne de la performance de notre approche », se félicite Eva-Maria Geigl directrice de recherche à l’Institut Jacques Monod (IJM) et cosignataire de l’étude.

Si les méthodes de biologie moléculaire et de génomique ont fait des progrès spectaculaires en l’espace de quelques années, leur coût relativement élevé limite aujourd’hui encore leur utilisation par les équipes d’archéologues et de paléontologues. Ce n’est pas le cas de la nouvelle procédure de génotypage mise au point par les scientifiques de l’IJM. « Le fait d’associer de manière optimisée le séquençage haut débit à la PCR permet d’analyser 10 fois plus de marqueurs génétiques sur 10 fois plus d’échantillons que les méthodes de paléogénétique classiques et ce en 10 fois moins de temps », estime Thierry Grange directeur de recherche à l’IJM et coauteur de l’article. L’approche en question semble également adaptée à un large éventail de questionnements scientifiques : impact de l’homme ou du climat sur la diversité d’un groupe d’espèces, mise en place des processus de domestication, suivi de populations animales à l’échelle d’un vaste territoire, etc. Et parce qu’elle permet d’analyser un grand nombre de spécimens biologiques dans des contextes environnementaux très différents, cette nouvelle forme de génotypage convient aussi bien à l’archéologie, l’anthropologie et la paléontologie que l’écologie. Des études menées par l’équipe d’Eva-Maria Geigl et Thierry Grange sur d’autres espèces animales ou à partir de matériel biologique actuel dégradé devraient révéler, d’ici peu, toutes ses potentialités.

Extraction d’ADN. © Eva-Maria Geigl
Pipetage de mélanges réactionnels. © Eva-Maria Geigl

 
 class= Référence

"A cost-effective high-throughput metabarcoding approach powerful enough to genotype 44,000 year-old rodent remains from Northern Africa", S. Guimaraes, M. Pruvost, J. Daligault, E. Stoetzel, E.A. Bennett, N.M.-L. Côté, V. Nicolas, A. Lalis, C Denys, E.-M. Geigl et T. Grange, Molecular Ecology Resources, 20 juillet 2016.
 
Contact chercheur

Eva-Maria Geigl, Institut Jacques Monod (IJM) - CNRS / Université Paris Diderot
Tél. : 01 57 27 81 32
Email : eva-maria.geigl@ijm.fr
 
Source : CNRS-INEE http://www.cnrs.fr/inee/