CSI Ocean Wise: à la recherche d'un tueur... de baleines

Par : Adam Warner
Chercheur scientifique Ocean Wise Programme de recherche sur la conservation des mammifères marins

Conservation Les efforts de recherche sur Ocean Wise cherchent à améliorer notre compréhension de nombreux problèmes problèmes auxquels la vie marine est confrontée. Pour ce faire, nous utilisons un large éventail d'outils de recherche, dont la collecte et l'analyse de l'ADN. La technologie de recherche sur l'ADN s'est développée considérablement au fil des ans. Nous sommes désormais en mesure d'obtenir plus d'informations, plus rapidement, et à un coût nettement inférieur à celui d'il y a cinq ans. Alors comment les chercheurs de Ocean Wise utilisent-ils l'ADN pour informer les efforts de conservation ?

L'ADN peut être pour déterminer la lignée familiale chez les orques.

Il existe de nombreuses l'ADN peut nous aider à mieux connaître les populations menacées, en fournissant souvent des informations qui ne seraient pas disponibles par d'autres méthodes. Par exemple, il est souvent difficile de déterminer la paternité d'une orque parce que les mâles ne restent pas avec leurs compagnes pour aider à élever un baleineau. En général, les mâles retournent à leur groupe maternel et l'arbre généalogique du baleineau a une pièce manquante. Nous pouvons Nous pouvons utiliser l'ADN pour remplir ces blancs et en apprendre plus sur les modèles d'accouplement et les les structures de population de chaque groupe. En effet, l'ADN d'un seul individu (de n'importe quelle espèce) est unique, un peu comme une empreinte digitale. C'est pourquoi l'analyse de l'ADN d'échantillons prélevés sur des scènes de crime est déjà un outil utilisé par les scientifiques de la police scientifique comme une forme de preuve dans les affaires criminelles. comme une forme de preuve dans les affaires criminelles. Chaque orque ont également une empreinte ADN unique dont nous pouvons tirer parti - mais pas pour des affaires criminelles ! pour les affaires criminelles !

Le Dr Lance Barrett-Lennard, le directeur du Programme de recherche sur la conservation des mammifères marins sur Ocean Wise, a été un pionnier dans ce type d'analyse. Son travail de doctorat à l'Université de l'Université de Colombie Britannique, il a étudié la structure de la population et les modèles d'accouplement des orques1. d'accouplement des orques1. Pour ce faire, il s'est concentré sur les microsatellites, de petites portions d'ADN dont la longueur varie assez peu d'un individu à l'autre. dont la longueur varie considérablement d'un individu à l'autre (la grande majorité de la séquence d'ADN est identique entre les membres de la population). séquence d'ADN est la même entre les membres d'une même espèce). La longueur unique longueur unique de ces régions microsatellites est transmise de génération en génération avec le reste de l'ADN. génération avec le reste de leur ADN. En examinant ces régions, nous pouvons suivre la lignée familiale de chaque baleine.     

Pour ce faire, nous devons analyser les longueurs d'ADN dans plusieurs emplacements microsatellites connus. Nous faisons d'abord de multiples copies de chaque courte portion d'ADN à l'aide d'une technique appelée réaction en chaîne par polymérase, ou PCR (la même technique qui est utilisée pour tester la présence de matériel génétique de virus tels que le nouveau coronavirus). Après avoir produit plus d'un milliard de copies de l'ADN, on peut les regrouper et les visualiser pour en mesurer la taille. Le modèle de taille unique de l'ADN provenant de plusieurs emplacements de microsatellites constitue l'empreinte génétique de chaque orque. Cette technique fonctionne très bien, mais le temps nécessaire pour effectuer cette analyse pour un groupe d'orques est de l'ordre de plusieurs semaines à plusieurs mois.

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Comment pouvons-nous utiliser le séquençage de l'ADN pour la recherche sur la conservation ?

Un autre moyen d'obtenir l'empreinte génétique d'un orque est de regarder un autre type de de variation de l'ADN appelé polymorphisme d'un seul nucléotide (SNP) qui a été expliqué dans un précédent précédent. Plutôt que des différences dans la longueur de l'ADN comme les microsatellites, un SNP est une différence dans une seule lettre du code de l'ADN. Afin de déterminer l'emplacement de ces SNP, le génome de l'orque devait être séquencé, et à partir de plusieurs orques. Cette opération était autrefois très coûteuse. Quand le génome humain humain a été séquencé il y a 20 ans, c'était une entreprise majeure de 4 milliards de dollars. et il a fallu 13 ans pour la mener à bien. Cependant, la technologie de séquençage de l'ADN a progressé rapidement au cours des dernières années, devenant plus rapide, moins chère et plus précise. Nous pouvons maintenant séquencer un génome entier pour quelques milliers de dollars en seulement de jours.

Grâce à la séquence d'ADN connue du génome de l'orque, nous savons où chercher les régions de variabilité (SNP) et nous pouvons utiliser notre séquenceur interne pour examiner rapidement la séquence d'ADN de ces régions. Il y a 20 ans, les machines nécessaires pour séquencer autant d'ADN auraient rempli des pièces entières !

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Maintenant nous pouvons prélever des échantillons d'ADN de 50 orques à la fois, et en quelques jours seulement, avoir des informations sur la séquence d'ADN de chaque baleine. Ces informations sont envoyées à un logiciel qui nous donne des empreintes génétiques uniques pour chaque baleine. Cela nous permet de faire des tests de paternité, d'associer des échantillons de caca d'orque à leur "propriétaire" et d'examiner la diversité des espèces. leur "propriétaire" et d'étudier la diversité du système immunitaire des différentes populations d'orques pour comprendre leur résistance aux maladies. Dans la plupart des cas, nous pouvons passer des échantillons de caca aux empreintes génétiques en une semaine environ. Pour des tâches plus simples comme identifier l'espèce d'un échantillon inconnu ou déterminer de quelle population d'un mammifère marin décédé, nous pouvons obtenir cette information en quelques heures. quelques heures.

Nous avons un Nous avons un certain nombre de projets de recherche sur la conservation en cours dans le programme de recherche sur les mammifères marins. à l'adresse Ocean Wise , qui visent à apporter un réel changement positif à nos océans. L'ADN fait partie de ce tableau et peut nous aider à mieux comprendre ce qui se passe dans nos océans. ce qui se passe dans nos océans. Qu'il s'agisse de déterminer de quel orque provient un échantillon de caca. d'un échantillon de caca qui montre des niveaux élevés d'hormones de stress, ou de savoir qui est le père d'un nouveau baleineau d'orque, le laboratoire de génétique de la conservation est sur l'affaire.

Si vous êtes intéressés par les publications scientifiques du programme de recherche sur les mammifères marins Ocean Wise publications scientifiques du Programme de recherche sur les mammifères marins, veuillez consulter le site : https://research.ocean.org/program/marine-mammals.

Pour en savoir comment vous pouvez soutenir nos recherches sur les orques en adoptant symboliquement en adoptant symboliquement un orque par le biais de notre programme d'adoption d'orques sauvages, veuillez visiter le site www.killerwhale.org.

Ocean WiseLe travail de génétique de est financé en partie par le Plan de protection des océans de Pêches et Océans Canada, Doug Horswill, et le Programme d'adoption des épaulards sauvages.

1. Barrett-Lennard, L.G. 2000. Population structure de la population et les modèles d'accouplement des orques(Orcinus orca) comme revealed by DNA analysis. Ph.D., Université de Colombie britannique