Projets

- Programmes
Le laboratoire ARN mène des travaux sur la physiologie des poissons, avec une expertise reconnue pour les stades larvaires. Ces travaux comportent un aspect aquacole, avec des études sur la nutrition d’espèces de poissons à intérêt aquacole (développement d’aliment pour larves ; remplacement des farines et huiles de poisson dans les formulations) et un aspect environnemental , avec des études portant sur les capacités d’adaptation des poissons en réponse à des variations de l’environnement (biotique et abiotique).
Les principaux thèmes de recherche du laboratoire ARN sont :
- Développement larvaire et effets de l’environnement (incluant la nutrition)
- Conditionnement précoce des larves et effets à long terme
- Microflore bactérienne associée aux poissons marins ; Effets des probiotiques sur le développement de la microflore et conséquences sur la santé de l’hôte.
- Facteurs antinutritionnels contenus dans les farines végétales
Ces études mettent en œuvre des approches moléculaires (étude du transcriptome par approche gène candidat et outils de génomiques), biochimiques et cellulaires.
- Projets de recherche
Ces recherches sont notamment menées dans le cadre de projets actuellement soutenus par :
- Le GIS Europole Mer (participation à 1 projet au sein de l’axe 1 : « Génomique et Chimie bleue »)
- L’ANR (participation à 3 projets dans le cadre des appels thématiques « Vulnérabilité Milieux et Climat » et « Contaminants, Ecosystèmes et Santé »
- Le FUI (Fond Unique Interministériel)
- L’Europe (participation à 3 projets KBBE)

Internationaux:
Projet européen FINEFISH (Improving sustainability of European aquaculture by control of malformations/2005-2009).
Ce projet Européen est né d’un Workshop en 2004 à Bordeaux, sur les techniques d’écloserie. Au cours de cette rencontre organisée par la Fédération Européenne des Aquaculteurs (FEAP), il avait été conclu que les malformations squelettiques chez les poisons d’élevage constituaient l’obstacle majeur pour l’industrie aquacole.
Ce projet coordonné par la FEAP, regroupait 9 SME et 8 Universités/Instituts de Recherche. Son objectif était de déterminer les causes des malformations en s’intéressant à 3 paramètres d’élevage : la température, la nutrition et la zootechnie du bassin.
L’UMR NUAGE avait en charge l’aspect nutritionnel de ce projet. Dans ce cadre, l’équipe de Brest a étudié l’impact de certaines vitamines (Vit A, C et D) sur la morphogenèse de la larve de bar, en s’intéressant aux acteurs moléculaires mis en jeu. L’application de cette étude sera une meilleure détermination des taux de vitamines nécessaires aux larves et un meilleur contrôle des processus de morphogenèse influencés par la nutrition.
Contacts : S. Kaushik, J. Zambonino

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Projet Européen SELFDOTT(Self-sustained Aquaculture and Domestication of Bluefin Tuna/2008-2012)
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Ce projet, en cours d’achèvement, vise à étendre la connaissance sur le contrôle de la reproduction du thon rouge en captivité, afin d’obtenir des œufs viables pour étudier le développement des embryons et larves de cette espèce, et de produire des juvéniles qui seront ensuite élevés. Notre implication a essentiellement été l’analyse et interprétation 1/ des dosages d’expression des gènes codant pour les principales enzymes digestives et 2/ de la flore bactérienne des larves de thon rouge et bonite élevées en conditions intensives (eau claire, à Palavas), en eau pseudo-verte (à Mazzaron, Espagne) ou en mésocosme (à Heraklion, Grèce). Nos analyses nous ont permis de mieux qualifier le développement de ces espèces et de l’impact des conditions d’élevage sur ce développement.
Contacts : C. Cahu, J. Gatesoupe

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Projet Européen PROMICROBE (Microbes as positive actors for more sustainable aquaculture/2009-2012).

PROMICROBE s’intéresse à la compréhension de l’interaction entre l’hôte (poisson) et sa communauté microbienne. Le concept du projet repose sur le postulat que la communauté microbienne de l’hôte est influencée par l’hôte lui-même mais aussi par la communauté microbienne du système dans lequel l’hôte évolue. Ces interactions interviendraient à chacune des étapes du cycle de vie de l’hôte, et vont conditionner l’hôte par action sur son système immunitaire ou au travers de la nutrition. Aux stades larvaires, la communauté microbienne va pouvoir être déterminée par les aliments utilisés, et la communauté mise en place va pouvoir influencer le développement larvaire des poissons. Ifremer a en charge le WP3 de ce projet, qui vise 1/à étudier comment orienter la flore intestinale des larves, en introduisant dans l’aliment des composés prébiotiques (oligosaccharides) et 2/ à évaluer la capacité de la flore microbienne à hydrolyser les carbohydrates de l’aliment et l’effet qui en résulte sur le métabolisme de l’hôte (juvéniles de bar). Le projet entre dans une phase active (fin 2010-2011) d’expériences sur larves.
Contacts : J. Gatesoupe, J. Zambonino
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Projet Européen PROEEL (Reproduction of European Eel: Towards a Self-sustained Aquaculture/ 2010-2014).
Le projet PROEEL vise à développer des méthodologies d’élevage pour la production de gamètes, œufs et larves d’anguille de qualité, par une meilleure connaissance de la relation complexe entre contrôle hormonal et physiologie de l’anguille qui complique la reproduction artificielle de cette espèce. Une reproduction en captivité de l’anguille européenne (Anguilla anguilla) peut apporter une alternative à la surpêche qui met en danger la survie de cette espèce.
Notre groupe Ifremer a en charge les études du développement larvaire de cette espèce, et plus particulièrement la mise en place des fonctions digestives, pour proposer des aliments utilisables par les jeunes stades.
Contacts : J. Zambonino, D. Mazurais.
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Nationaux
Projet ANR Solebemol (Devenir et effet des contaminants dans les soles : réponse biologique à l’échelle de l’individu et de la population/ 2007-2010)
Ce projet visait à identifier les effets physiologiques des contaminants en fonction de la dose sur les juvéniles de sole par une approche expérimentale et in situ (Seine, Vilaine, et Pertuis). Notre groupe a en charge la réalisation de l’approche expérimentale, ainsi que les études sur les fonctions de reproduction et digestive.
Contacts : V. Loizeau, J. Zambonino
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Projet ANR Evolfish (2009-2012)
Ce projet, coordonné par J. Laroche du LEMAR ; vise à discriminer les effets de l’augmentation de température de ceux des pollutions pour identifier les parts relatives de la plasticité phénotypique versus de l’adaptation, dans la différenciation des traits biologiques du flet. Notre groupe a en charge la réalisation de l’approche expérimentales ainsi que l’étude de l’expression de quelques acteurs impliqués dans l’adaptation à l’hypoxie et à la température.
Contacts : J. Laroche (IUEM),D. Mazurais.
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Projet ANR ConPhyPop (Contamination et Physiologie des Poissons exposés à des Polluants/ 2010-2013).
Il s’agit de caractériser les effets d’une exposition aux polluants de type HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques) à différents moments du cycle de vie, incluant les phases précoces du développement. Le modèle animal utilisé, le poisson zèbre, offre plusieurs avantages en termes de disponibilité d’outils moléculaires (du fait de la connaissance du génome et transcriptome de cette espèce) et de la facilité à l’élever et reproduire. De plus, le cycle de vie court du poisson zèbre permet d’étudier les conséquences physiologiques des expositions précoces aux HAP, depuis les embryons et larves jusqu’au adultes reproducteurs. Dans le cadre de ces études, notre groupe apportera une expertise sur l’influence des HAP sur le développement et fonctionnement de l’appareil digestif (incluant le foie), et évaluera les conséquences métaboliques à long terme de cette exposition au travers de challenges nutritionnels.
Contacts : X. Cousin, J. Zambonino
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Projet FUI VEGEAQUA (Génétique de l'adaptation aux aliments végétaux en aquaculture/2010-2014)
Ce projet s’intéresse à l’hérédité de la voie de synthèse des AGLPI chez les poissons marins (bar, dorades et maigres). Notre groupe est investi dans la caractérisation phénotypique des différentes familles de poisson, par approche biochimique et moléculaire.
Contacts : M. Vandeputte, D. Mazurais.
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Projet SYNFA (Synthesis of Fatty Acids/ 2009-2010- GIS-Europole Mer).
Ce projet avait pour objectif d’étudier la fonctionnalité et la régulation de certains acteurs moléculaires, telle que l’enzyme delta-6-desaturase (FADS2), impliqués dans la conversion des AGPI en AGLPI chez le bar.
Nous avons identifié et cloné 2 ARN messagers codant pour la delta-6 desaturase : le premier (D6D) a un cadre de lecture de 1346bp, le second (D6D-V) est un variant d’épissage avec un cadre de lecture de 1354 bp. L’expression de ces cDNA en système hétérologue (levures) montre que le variant d’épissage ne code pas pour une protéine fonctionnelle (pas d’activité enzymatique), alors que D6D code pour une Δ6-desaturase fonctionnelle sans activité Δ5-desaturase résiduelle, contrairement à d’autres espèces (poisson zèbre en particulier).
Notre groupe a mis en évidence une plus forte expression de la delta-6-desaturase et de SREBP-1 (sterol binding regulatory element-binding protein 1).chez des bars nourris pendant 9 mois avec un aliment à base de farines et huile végétales (VD, totalement dépourvu en DHA et EPA) par rapport à un aliment contenant farine et huile de poisson (FD). Néanmoins, nous n’avons pas pu mettre en évidence une augmentation de l’activité de la delta-6-desaturase, ni aucune augmentation de la quantité d’enzyme (par Western blot). Nos résultats semblent indiquer que l’activité de la delta-6-desaturase chez le bar n’est pas influencée par la nature de l’aliment, certainement à cause d’une régulation post-transcriptionnelle qui empêche l’augmentation de la quantité d’enzyme lorsque l’apport alimentaire en AGLPI est insuffisant.
Ce travail est le fruit d’une collaboration avec T. Tonon (UMR 7139 CNRS-UPMC, Station Biologique de Roscoff), L. Corcos (INSERM U613-ECLA , Brest), et Ifremer Palavas (M ; Vandeputte et B. Chatain).
Contacts : D. Mazurais, C. Cahu.

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Projet ELOSOLE (soutenu par la Fondation Singer-Polignac/ 2011-2012)
Il est bien établi pendant les jeunes stades de développement, le poisson est capable de mettre en œuvre un registre de processus adaptatifs qui va lui permettre de faire face à des perturbations environnementales de faible amplitude comme l’augmentation progressive des températures. Ces processus adaptatifs, nécessaires à la survie de la larve dans son environnement, sont susceptibles de conditionner certaines voies métaboliques et fonctions physiologiques de l'animal durablement et d’avoir des répercussions sur les stades de vie ultérieurs. Les conséquences à long terme de ces conditionnements précoces à une augmentation de température sur les futurs traits de vie de l’animal sont encore peu connus, bien que déterminants pour la survie des espèces qui sont exposées à des changements environnementaux de plus en plus fréquents. Ces changements environnementaux se traduisent souvent par un appauvrissement de la teneur en oxygène de l’eau (hypoxie) et peuvent s’apparenter à de forts stress écologiques.
De récentes études réalisées au laboratoire ARN-Ifremer de Brest ont ainsi permis de mettre en évidence un effet à long terme du facteur température appliqué pendant la phase larvaire du développement des soles (Solea solea) sur la capacité de l'animal à résister à un évènement hypoxique au stade juvénile. Les différentes températures testées correspondent aux conditions rencontrées par les larves de soles dans le milieu naturel en fonction de leur date et de leur lieu de ponte. Nos résultats suggèrent donc une relation entre les conditions de développement larvaire et l'existence de populations ou sous-populations naturelles de poissons ayant des répertoires adaptatifs différents face à des phases hypoxiques au niveau des nourriceries estuariennes, phases devenant de plus en plus fréquents et aigus du fait du changement global. Dans une perspective de mieux comprendre et prédire les effets à long terme de ces changements environnementaux sur les populations de poissons, nous étudions au niveau individuel les fonctions physiologiques et plus globalement les processus biologiques conditionnés chez des soles juvéniles ayant connu des températures différentes au stade larvaire. Cette étude est basée sur des analyses d'expression de gènes à grande échelle (puce à ADN) réalisées sur les tissus cardiaque et hépatique. Elle sera couplée à une analyse des otolithes des poissons (véritable archive biologique des histoires de vie individuelles) et permettra d’affiner notre capacité à diagnostiquer l’état des populations. Ce travail s'inscrit pleinement dans le contexte actuel d'étude de l'impact du changement global sur les écosystèmes marins.
Contacts : D. Mazurais, J. Zambonino.