Recherche en génétique

Découvrez la biotechnologie, l'utilité de la génétique pour la conservation et les travaux du Laboratoire de biotechnologie aquatique.

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À propos de la biotechnologie

La biotechnologie génétique concerne les processus biologiques qui permettent aux organismes de vivre. Le terme biotechnologie ne désigne pas nécessairement des applications liées à des « technologies de pointe ». Il regroupe aussi bien les pratiques qui dépendent peu des technologies (par exemple les programmes de sélection) que celles qui sont hautement technologiques (par exemple le génie génétique).

À Pêches et Océans Canada, notre travail de biotechnologie met l'accent sur la génomique (la génétique) et nous permet :

  • d'étudier les organismes aquatiques
  • de fournir des renseignements utiles pour réglementer les produits de la biotechnologie aquatique

L'utilité de l'ADN et de l'ARN

Tous les organismes biologiques possèdent de l'ADN (acide désoxyribonucléique) et de l'ARN (acide ribonucléique).

L'ADN est le programme génétique qui est inscrit dans les cellules d'un organisme et que les parents transmettent à leur progéniture. En étudiant l'ADN, nous pouvons repérer les différences et les similitudes entre les organismes, que ce soit au sein ou entre des :

  • espèces
  • individus
  • populations

L'ARN est le premier niveau d'utilisation par les cellules du programme génétique qui est inscrit dans leur ADN. En étudiant l'ARN, nous observons l'expression génétique.

La recherche en biotechnologie

Notre programme de biotechnologie de la région des Maritimes examine les gènes et le génome d'une multitude d'organismes aquatiques en utilisant la biologie moléculaire. Notre travail consiste principalement à observer l'ADN dans les échantillons d'une grande variété d'organismes, dont des :

  • vertébrés
  • microorganismes
  • invertébrés aquatiques

Nos recherches ont pour but :

  • d'établir des renseignements biologiques, tels que :
    • l'identification des espèces
    • la filiation
    • la structure des populations
    • la santé des écosystèmes
  • d'élaborer des outils de biologie moléculaire

Identification des espèces

Nous ne pouvons pas identifier toutes les espèces en nous reposant seulement sur leur apparence. Dans certains cas, nous ne disposons même pas de l'organisme entier à identifier. Grâce à des méthodes reposant sur l'ADN, nous pouvons identifier des espèces à partir de petits morceaux de tissus, tels que :

  • du sang
  • des écailles
  • des muscles
  • des muqueuses
  • de l'hémolymphe
  • des morceaux de nageoires

L'identification des espèces est importante pour mesurer la biodiversité.

Filiation

Les essais reposant sur l'ADN permettent de relier un individu à ses parents. Cela nous aide à réduire au minimum l'élevage en consanguinité dans l'aquaculture et dans d'autres programmes de sélection qui impliquent l'élevage de poissons (ou d'invertébrés) en groupe.

Structure de la population

La génétique des populations permet d'étudier la fréquence de certains allèles selon les groupes d'individus, pour voir s'il y a des différences. Les résultats de ces études nous fournissent des renseignements importants pour la gestion ou la conservation des populations ou des espèces.

Santé des écosystèmes

Pour vérifier l'état de santé de tout un écosystème et étudier l'évolution de cette santé au fil du temps, nous étudions l'écologie microbienne, grâce à la métagénomique. Cela consiste à observer des morceaux d'ADN prélevés sur toutes les bactéries qui se trouvent dans un échantillon d'eau donné, afin de vérifier l'identité et l'évolution des bactéries présentes.

Les bactéries sont des indicateurs de la santé des écosystèmes, car elles réagissent rapidement aux modifications de l'environnement. Elles sont aussi une source de nourriture pour beaucoup d'animaux microscopiques.

Outils de biologie moléculaire

Nous avons besoin d'élaborer des outils adéquats pour réaliser nos études génétiques.

Les publications scientifiques sont une source d'information importante, mais il arrive parfois que les données dont nous disposons soient insuffisantes. Dans ce cas, nous devons trouver les renseignements nous-mêmes. Pour y parvenir, nous isolons des loci ou nous adaptons les procédures aux espèces que nous étudions ou aux recherches que nous réalisons.

Le Laboratoire de biotechnologie aquatique

La biotechnologie est un domaine de la biologie qui est stimulé par la technologie. Au Laboratoire de biotechnologie aquatique, nous mettons l'accent sur la biologie moléculaire et nous offrons, à un coût avantageux :

  • du personnel
  • de l'équipement
  • notre savoir-faire

Communiquer avec le laboratoire

Vous pouvez communiquer avec le laboratoire en envoyant un courriel à sa gestionnaire, Lorraine Hamilton, à l'adresse Lorraine.Hamilton@dfo-mpo.gc.ca.

Une étude sur le saumon de l'Atlantique et d'autres espèces de poissons

Les participants réalisent cette étude continue à l'appui des activités de conservation et de gestion du saumon de l'Atlantique et d'autres espèces de poissons.

Participants à l'étude

Voici quelques-uns des participants :

  • Manon Cassista-Da Ros, biologiste moléculaire
  • Carolyn Harvie, biostatisticienne chargée des évaluations
  • Louise de Mestral Bezanson, technicienne en biologie
  • Patrick O'Reilly, chercheur

Variance génétique et valeur adaptative chez le saumon de l'Atlantique

La moitié sud de la population migratoire du saumon sauvage de l'Atlantique diminue rapidement. Nous cherchons des moyens de réduire au minimum les pertes de variance génétique et de valeur adaptative parmi les populations de Nouvelle-Écosse et du Nouveau-Brunswick qui vivent en semi-captivité.

Nous utilisons des renseignements sur les stocks, que nous obtenons grâce à des données sur la génétique moléculaire et à des analyses de parenté et de filiation, dans le but de :

  • préserver au maximum la variance génétique des individus fondateurs
  • réduire au minimum les pertes de variance génétique liées à la dérive génétique (variation aléatoire de la fréquence d'un gène précis au sein d'une population) pour les générations suivantes

Nous collaboration aussi avec des chercheurs de plusieurs universités pour mener des recherches. Celles-ci examinent notre capacité de réduire au minimum les besoins d'adaptation aux conditions de vie en captivité et la perte de valeur adaptative dans la nature. Pour adapter les stratégies actuelles, nous utilisons des renseignements sur les :

  • taux de perte de variance génétique
  • pratiques de gestion qui ont modifié :
    • la survie
    • la morphologie
    • le comportement

Notre objectif ultime est de préserver un saumon qui :

  • soit capable de survivre et de se reproduire dans les rivières, qui sont son habitat naturel
  • conserve suffisamment de variance génétique pour que les populations soient capables de s'adapter aux prochains défis qui surgiront dans leur environnement

Structure des populations et structure génétique

La connaissance de la structure génétique des poissons nous aide à identifier les :

  • stocks de poissons
  • groupes d'individus qui sont indépendants des autres sur le plan démographique
  • composantes de la biodiversité d'une espèce, pour les besoins d'objectifs de conservation plus vastes

Pour y parvenir, nous analysons les marqueurs d'ADN, tels que le :

  • polymorphisme mononucléotidique (SNP)
  • complexe majeur d'histocompatibilité (CMH)

En ce qui concerne le saumon de l'Atlantique, nous avons rassemblé des données sur le génotype de plus de 18 000 individus, issus de plus de 40 populations différentes dans les Maritimes. Nous effectuons également des recherches sur la morue franche.

Interactions entre le saumon sauvage et le saumon de l'aquaculture

La baie de Fundy et le golfe du Maine accueillent :

  • une grande partie des élevages de saumons de l'Atlantique
  • de nombreuses populations sauvages qui sont menacées et en sous-effectif

Nous étudions les risques de répercussions que les saumons d'élevage qui parviennent à s'échapper font peser sur les populations sauvages fragilisées, dont les répercussions :

  • directes, telles que la reproduction
  • indirectes, telles que l'introduction et la transmission d'agents pathogènes

L'un de nos projets comprend l'analyse de la variation du CMH dans les populations :

  • sauvages, avant et après l'introduction de l'aquaculture dans leur région
  • proches ou éloignées des baies de Passamoquoddy et de Cobscook, qui sont des zones dans lesquelles les élevages de saumons sont très concentrés
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