Environmental legacy

Le legs environnemental

Les effets de la pollution peuvent-ils être transmis génétiquement? Le biologiste Chris Somers tente de le découvrir
15 juillet 2009
Chris Somers
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Chris Somers
University of Regina

(Avec la permission de l’Université de Regina)

Chris Somers, biologiste à l’Université de Regina, est fasciné par les interactions entre les êtres humains et la faune, ainsi que par les effets qu’ont sur les animaux les changements environnementaux provoqués par l’homme.

« Mes recherches sont souvent un mélange d’écologie animale sur le terrain, de génétique et de chimie environnementale », explique Somers, professeur adjoint de biologie et, depuis peu, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les gènes et l’environnement. « On en sait beaucoup sur les facteurs environnementaux pouvant causer des problèmes génétiques menant au cancer, mais très peu sur les anomalies de l’ADN pouvant provoquer des mutations des spermatozoïdes et des ovules. »

Chez les animaux et les êtres humains, ces mutations peuvent contribuer à la transmission de maladies ou de troubles génétiques et, dans les cas les plus graves, à la réduction, voire à l’élimination de très petites populations.

D’après Somers, ce type de mutation peut avoir un impact sur n’importe quel caractère génétique. Ses travaux portent sur les mutations transmises d’une génération à l’autre chez divers groupes d’animaux (oiseaux, souris, vers de terre) et sur le lien entre ces mutations et l’exposition à la pollution environnementale.

Chris Somers et son équipe cherchent à déterminer comment les taux de mutation sont influencés par différents types de pollution environnementale tels que la pollution atmosphérique provoquée par les grandes usines et la circulation automobile ou la pollution de l’eau causée par les toxines de certaines espèces d’algues.

« Quand on cherche des modifications héréditaires [de l’ADN causées par la pollution], précise le scientifique, on peut s’attendre à n’importe quoi. Toute partie du génome peut être affectée. C’est pourquoi nous nous concentrons sur des portions d’ADN dites « hypermutables », donc susceptibles de subir des mutations. Or, les outils qui permettent de mesurer cette variabilité ne sont pas très précis. J’essaie par conséquent d’en élaborer de nouveaux afin que nous puissions obtenir une mesure plus exacte des taux de mutation. »

La mise à jour de ces outils pourrait aider les scientifiques du monde entier à évaluer et à comparer les différents taux de mutation. Les techniques employées actuellement sont trop spécialisées pour qu’on en fasse une application généralisée, et elles diffèrent légèrement d’un laboratoire à l’autre.

Si ces outils améliorés permettaient de repérer les marqueurs génétiques appropriés, certaines études environnementales en seraient facilitées. Par exemple, lorsque les scientifiques cherchent des modifications d’ADN dans la progéniture d’une souris, ils ont besoin de connaître le pedigree de l’animal, de manière à pouvoir comparer son ADN à celui de ses géniteurs.

« Imaginez ce que c’est que d’aller sur le terrain et de trouver plusieurs familles de souris afin de suivre les taux de mutation, explique Somers. C’est tout simplement impossible! Nous ne disposons pas d’une méthode fiable pour repérer ou capturer les géniteurs et la progéniture d’espèces telles que les souris. Si nous pouvions déterminer les marqueurs génétiques qui conviennent, nous pourrions procéder à ce que l’on appelle une analyse par PCR (SM-PCR) sur des molécules isolées. Il s’agit d’isoler un spermatozoïde unique, de le placer dans une éprouvette et de le soumettre à un essai de mutation. Plus besoin de réunir des familles : les mâles adultes suffisent. Par ailleurs, l’essai n’est plus limité par le nombre d’animaux composant la progéniture. Nous disposons en effet de millions de cibles grâce à la combinaison des bons marqueurs génétiques et de l’analyse par PCR (SM-PCR). »

Les techniques d’analyse par PCR (SM-PCR) sont actuellement utilisées dans le cadre d’études de souches spécifiques de souris de laboratoire, mais elles ne peuvent pas être employées avec des populations sauvages. Chris Somers estime que la mise au point de techniques de mutation-détection pour les populations sauvages est essentielle, car ce sont ces animaux qui sont exposés à la vraie pollution.

Des études de mutation portant sur la pollution environnementale et la transmission héréditaire de modifications d’ADN ont été menées auprès de certaines populations d’oiseaux, car il est possible de repérer et de capturer des familles entières. La progéniture est dans le nid et les parents ne sont généralement pas loin. En théorie, l’amélioration des outils employés pour ces études permettrait aux scientifiques d’étudier n’importe quel animal.

Les travaux de Chris Somers sont importants non seulement pour la conservation de la faune et la protection des habitats, mais aussi parce qu’ils permettent de mieux comprendre les risques de mutations génétiques chez l’homme.

« Il s’agit de notre legs environnemental, soit de l’impact de nos actions d’aujourd’hui sur les générations de demain, explique le chercheur. Je ne peux trouver une meilleure expression de ce phénomène que les effets de la pollution sur l’ADN que nous transmettons à nos enfants. »

« Vous pourriez être exposé à quelque chose en ce moment même – de la pollution atmosphérique, des pesticides ou encore de la radiation provenant du milieu – et penser que tout va bien. Mais qu’arriverait-il si vous transmettiez de l’ADN ayant subi des mutations à vos enfants qui n’ont même pas été exposés? Pour moi, c’est une question fascinante. Et c’est en gros ce qu’on entend par “legs écologique”. »

La fascination de Chris Somers pour la nature lui vient surtout de son père, qui les amenait, ses sœurs et lui, attraper des grenouilles et des couleuvres lors d’expéditions de camping. C’est en découvrant, à l’âge de 10 ans, les effets de la pollution et de la surpêche sur l’environnement des Grands Lacs qu’il a commencé à s’intéresser à ce qui fait aujourd’hui l’objet de ses recherches.

Il a maintenant la chance d’approfondir ses travaux grâce à la collaboration d’étudiants des programmes spécialisés de premier et de deuxième cycle sous sa supervision : c’est l’un des aspects de sa carrière de professeur qu’il apprécie le plus.

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