Mots-Clés

microplastiques, moustique, Culex quinquefasciatus, expression de gènes, transcriptomique

Description

Contexte scientifique :

Les microplastiques peuvent être définis comme des billes, fragments ou fibres de plastiques de taille inférieure à 5 mm. Ils peuvent être d’origine primaire (c’est-à-dire conçus comme tel), ou secondaire, issus de la dégradation de macroplastiques. Ils constituent une pollution majeure car ils sont retrouvés dans tous types d’environnements, dont les sites de pontes de moustiques vecteurs de maladies (Griffin et al., 2023). Chez les invertébrés aquatiques, les microplastiques peuvent s’accumuler et avoir des effets négatifs sur l’alimentation, la croissance, le développement, la reproduction ou la survie (Huang et al., 2021; Trestrail et al., 2020). Les microplastiques peuvent également affecter la composition du microbiote chez des organismes d’eau douce (Varg et al., 2022) et chez les moustiques (Edwards et al., 2023).

L’objectif du projet de recherche sur lequel nous travaillons est d’étudier les effets des microplastiques sur les traits d’histoire de vie du moustique Culex quinquefasciatus et sur sa capacité vectorielle à transmettre la malaria aviaire (Plasmodium relictum). Une des hypothèses est que les microplastiques pourraient affecter le cycle du plasmodium (dont la première phase se fait dans le tube digestif) en modifiant la composition du microbiote intestinal du moustique, connu pour jouer un rôle dans le développement du parasite (Boissière et al., 2012; Gabrieli et al., 2021). Le système immunitaire pourrait également être impliqué, étant un acteur majeur dans la régulation du microbiote et la défense contre les parasites comme le plasmodium (Cirimotich et al., 2010; Gabrieli et al., 2021; García‐Longoria et al., 2023).

Objectif et description du stage :

Ce stage consistera à analyser des données de transcriptomique de larves et femelles de moustiques exposés ou non aux microplastiques à l’état larvaire, pour identifier les gènes différentiellement exprimés, dont ceux du système immunitaire. Il s’agira dans un premier temps de concevoir un pipeline d’analyse sur la base de la littérature existante, puis d’appliquer ce pipeline aux données transcriptomiques à analyser. Ces résultats pourront également être comparés aux résultats en cours de collecte, tel que la composition du microbiote chez des larves et femelles exposés ou non aux microplastiques à l’état larvaire.

L’expression de gènes cibles, identifiés comme différentiellement exprimés, pourra également être évaluée par PCR quantitative sur des échantillons de C. quinquefasciatus, ou éventuellement d’Aedes albopictus (autre espèce de moustique vectrice de maladie).

Profil recherché :

Ce stage est destiné à un.e étudiant.e de Master 2 en bioinformatique avec un intérêt pour le travail en laboratoire. Les compétences en biologie moléculaire pourront être acquises au cours du stage.

Références bibliographiques :

Boissière, A., Tchioffo, M.T., Bachar, D., Abate, L., Marie, A., Nsango, S.E., Shahbazkia, H.R., Awono-Ambene, P.H., Levashina, E.A., Christen, R., Morlais, I., 2012. Midgut Microbiota of the Malaria Mosquito Vector Anopheles gambiae and Interactions with Plasmodium falciparum Infection. PLoS Pathog 8, e1002742. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1002742

Cirimotich, C.M., Dong, Y., Garver, L.S., Sim, S., Dimopoulos, G., 2010. Mosquito immune defenses against Plasmodium infection. Developmental & Comparative Immunology 34, 387–395. https://doi.org/10.1016/j.dci.2009.12.005

Edwards, C.-C., McConnel, G., Ramos, D., Gurrola-Mares, Y., Arole, K.D., Green, M.J., Cañas-Carrell, J.E., Brelsfoard, C.L., 2023. Microplastic ingestion perturbs the microbiome of Aedes albopictus and Aedes aegypti (preprint). In Review. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-2535203/v1

Gabrieli, P., Caccia, S., Varotto-Boccazzi, I., Arnoldi, I., Barbieri, G., Comandatore, F., Epis, S., 2021. Mosquito Trilogy: Microbiota, Immunity and Pathogens, and Their Implications for the Control of Disease Transmission. Front. Microbiol. 12, 630438. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.630438

García‐Longoria, L., Ahrén, D., Berthomieu, A., Kalbskopf, V., Rivero, A., Hellgren, O., 2023. Immune gene expression in the mosquito vector Culex quinquefasciatus during an avian malaria infection. Molecular Ecology 32, 904–919. https://doi.org/10.1111/mec.16799

Griffin, C.D., Tominiko, C., Medeiros, M.C.I., Walguarnery, J.W., 2023. Microplastic pollution differentially affects development of disease-vectoring Aedes and Culex mosquitoes. Ecotoxicology and Environmental Safety 267, 115639. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115639

Huang, W., Song, B., Liang, J., Niu, Q., Zeng, G., Shen, M., Deng, J., Luo, Y., Wen, X., Zhang, Y., 2021. Microplastics and associated contaminants in the aquatic environment: A review on their ecotoxicological effects, trophic transfer, and potential impacts to human health. Journal of Hazardous Materials 405, 124187. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124187

Loiseau, C., Sorci, G., 2022. Can microplastics facilitate the emergence of infectious diseases? Science of The Total Environment 823, 153694. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153694

Trestrail, C., Nugegoda, D., Shimeta, J., 2020. Invertebrate responses to microplastic ingestion: Reviewing the role of the antioxidant system. Science of The Total Environment 734, 138559. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138559

Varg, J.E., Outomuro, D., Kunce, W., Kuehrer, L., Svanbäck, R., Johansson, F., 2022. Microplastic exposure across trophic levels: effects on the host–microbiota of freshwater organisms. Environmental Microbiome 17, 36. https://doi.org/10.1186/s40793-022-00429-x