Variations du niveau transcriptionnel de MXR en réponse à deux types de stress (radiation, choc thermique) chez l huître creuse Crassostrea gigas

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Noëlle Barbeau
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1 Variations du niveau transcriptionnel de MXR en réponse à deux types de stress (radiation, choc thermique) chez l huître creuse Crassostrea gigas Farcy E 1,2, Voiseux C 1, Lebel JM 2, Fiévet B 1 1 Laboratoire de Radioécologie de Cherbourg-Octeville, Institut de Radioprotection et Sûreté Nucléaire, Rue Max Pol Fouchet, Cherbourg, France. 2 Laboratoire de Biologie et Biotechnologies Marines, UMR IFREMER 100 Physiologie et Ecophysiologie des mollusques marins, Université de Caen Basse-Normandie, France.

2 CONTEXTE COTENTIN ANDRA site de stockage de déchets radioactifs Usine de retraitement de combustibles usés AREVA Usine électronucléaire de Flamanville! Une des premières régions conchylicoles de France! Région où les quantités de radionucléides rejetées par l industrie nucléaire sont les plus élevées HUITRES MOULES Les huîtres sont chroniquement exposées à une dose additionelle de radioactivité, très faible

3 ETUDES DES EFFETS POSSIBLES? Protéines Lipides Sucres Eau radiolyse CELLULE Stress Oxydatif Espèces réactives de l oxygène Radiations ionisantes ADN Régulation du stress oxydatif Processus de détoxication cellulaire Régulation du cycle cellulaire et Apoptose Conformation des protéines Mesure de l expression de marqueurs moléculaires inductibles par le stress (stress ox, detoxication, régulation du cycle cellulaire, chaperones) Impliqués dans la réponse aux radiations ionisantes Bien étudiés chez les mollusques, au niveau protéique, en réponse à des polluants (métaux, xénobiotiques) ou des stress physiques (chaleur).

4 ETUDES DES EFFETS POSSIBLES? APPROCHE ENVIRONNEMENTALE APPROCHE LABORATOIRE Evaluer : - La variabilité inter-individuelle naturelle - Les variations saisonnières Etude des cinétiques d induction Relation dose-effet Base pour l interprétation des résultats obtenus en laboratoire dans des conditions controlées. Comparaison des profils obtenus en réponse à différents types de stress (radiations, choc thermique, métaux)

5 RESULTATS MXR

6 SUIVI ENVIRONNEMENTAL Fluctuations naturelles du niveau d ARNm de MXR Protéine impliquée dans la détoxication cellulaire n = 20, mean ± confidence intervals (gills) Profil d ARNm de MXR fluctue saisonnièrement Niveau d ARNm fort pendant la période où la température de l eau de mer est la pus froide (< 10 C) Nov-03 Jan-04 Mar-04 May-04 Jul-04 Sep-04 Nov-04 Jan-05 Mar-05 Normalized MXR mrna level May-05 Jul-05 Sep-05 Une première idée des fluctuations naturelles du niveau d ARNm de MXR : forte variabilité inter-individuelle et saisonnière.

7 STRESS EN LABORATOIRE Réponse à une contamination chronique à une faible dose de radiations ionisantes n = 6 ± SE, t-test (gills) Exposition via une contamination de l eau Normalized MXR mrna level Co-exposed gills 59 Co-exposed gills Control gills Duration of exposition (week) * Environmental Range Estimation du débit de dose : après 6 semaines d exposition, 10 µgy/h Les variations du niveaux d ARNm sont faibles Valeurs obtenues sont dans la gamme des valeurs environnementales à la période de l expérimentation

8 STRESS EN LABORATOIRE Réponse à une irradiation externe forte dose 60 Co (dose 20 Gy) n = 6 ± SE, t-test (gills) * Irradiated gills Control gills Normalized MXR mrna level * Forte variabilité, Niveaux d ARNm plus forts dans les branchies irradiées comparées aux branchies contrôles Les valeurs des témoins sont dans la gamme des valeurs environnementales à la période de l expérimentation Time of recovery after irradiation (dose 20 Gy) Environmental Range

9 STRESS EN LABORATOIRE Réponse à un choc thermique d une heure à 37 C n = 6 ± SE, t-test (gills) Heat-shocked gills Control gills Normalized MXR mrna level * ** * Time after heat shock (h) Environmental Range Choc thermique d une heure à 37 C Stress aiguë mais écologiquement réaliste Une induction significative du niveau d ARNm à la suite d un choc d 1h à 37 C Les valeurs des témoins sont dans la gamme des valeurs obtenues dans l environnement à la période de l expérimentation

10 DISCUSSION Fluctuations saisonnières marquées Une forte variabilité inter-individuelle à certaines périodes de l année (hiver) Variabilité inter-individuelle à certaines périodes de l année (hiver) Rapport signal / bruit faible (un doublement du niveau d ARNm en réponse aux radiations) Intérêt de connaître les fluctuations naturelles pour l interprétation des données de labo 11 gènes, impliqués dans différentes fonctions cellulaires connues pour être affectées par des radiations ionisantes ont ainsi été étudiées au niveau transcrit.

12 LABORATORY EXPOSURE Response to acute external irradiation 60 Co (dose 100 Gy) n = 6 ± SE, t-test * Irradiated gills Control gills Normalized MXR mrna level * stronger mrna levels in irradiated gills compared to control Values in the range of environnemental mrna level at the period of the experiment Time after irradiation (dose 100 Gy)

13 CONCLUSION ENVIRONNEMENTAL MONITORING (18mois) CHRONICAL EXPOSURE TO LOW DOSES ACUTE EXTERNAL IRRADIATION Background (natural radioactivity) Location exposed to radioactive discharges from nuclear industry INDUCTION TEST Heat shock 10 µgy /h 60Co contamination CRC CCL ASN STV 1sem 3sem 6sem EXPOSURE LEVEL

14 Diapos restes Irradiated gills Control gills 60 Co-exposed gills 59 Co-exposed gills Control gills

15 ENVIRONMENTAL MONITORING Comparison between locations exposed or not n = 4 pools of 5 oysters, mean ± confidence intervals, KW test Normalized MXR mrna level Feb-04 Apr-04 Jun-04 Aug-04 Oct-04 Dec-04 Feb-05 Apr-05 Carnac Cancale Asnelles St-Vaast No clear differential pattern between exposed and unexposed location Jun-05 Test stats à refaire entre carnac et autres sites

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