I-Initiation de la symbiose Cnidaire-Dinoflagellés – Étude de l’activité chimiotactique de Dinoflagellés symbiotiques et impact du changement climatique
De nombreux cnidaires, dont les coraux constructeurs de récifs, entretiennent une relation mutualiste étroite avec des microalgues de la classe des Dinoflagellés et de la famille des Symbiodiniaceae. Cette endosymbiose intracellulaire est cruciale pour les cnidaires dont les besoins énergétiques sont couverts jusqu’à 90% par les produits de l’activité photosynthétique des Symbiodiniaceae. Cette symbiose est très répandue dans les milieux tempérés et subtropicaux représente un élément clé pour la fondation trophique et structurale des écosystèmes récifaux, qui abritent plus de 25% de la biodiversité marine. En raison de sa grande importance écologique, cette symbiose est étudiée depuis des décennies. Cependant, les mécanismes de signalisation et de communication entre les deux partenaires restent encore largement à explorer, notamment au niveau cellulaire et moléculaire. Dans le contexte du changement climatique global, il est aujourd’hui très important d’étudier les conséquences de ces perturbations environnementales sur la stabilité de cette symbiose.Ce projet vise à élucider le comportement d'attraction spécifique de dinoflagellés symbiotiques tempérés (Philozoon actiniarum et Breviolum psygmophilum) en réponse à des molécules produites par leur hôte animal (l’anémone de mer Anemonia viridis), ainsi que l'influence des changements environnementaux, tels que l’augmentation de la température de l’eau de mer sur l’étape d’initiation de la symbiose Cnidaires et dinoflagellés. Nous aborderons cette question grâce à une approche intégrant : i) des tests de chimiotaxie pour identifier les molécules chimioattractantes ; ii) des analyses microfluidiques pour déchiffrer en détail le mouvement des symbiotes en réponse aux gradients de ces molécules ; iii) des analyses physiologiques et morphologiques. Ce projet rassemble des équipes disposant d’une expertise complémentaire et transdisciplinaire en physique et en sciences de la vie, et est financé par l’IdEx Université Côte d’Azur (Complexité et diversité des systèmes vivants). Deux étudiants en master seront recrutés en parallèle : un physicien au laboratoire INPHYNI (Institut de Physique de Nice) et un biologiste dans notre laboratoire. Chaque étudiant élargira son domaine d’expertise grâce à des expériences complémentaires menées dans les deux laboratoires. Les travaux interdisciplinaires des deux étudiants poursuivront le même objectif principal : établir une corrélation entre les propriétés du comportement de nage et d’attraction des symbiotes dans un environnement changeant.L’étudiant en master recruté dans le cadre de ce projet de stage travaillera à la fois sur les cultures des dinoflagellés symbiotiques isolés d’A. viridis : P. actiniarum et B. psygmophilum, et sur du matériel biologique provenant de spécimens symbiotiques et aposymbiotiques d’A. viridis. L’identification des molécules animales impliquées dans l’attraction des symbiotes se fera par une approche ciblée de chimioattractants potentiels validée par l’utilisation d’un test de chimiotaxie basé l’utilisation de microcapillaires en verre. Des travaux précédents menés au laboratoire ayant permis de démontrer une activité chimiotactique des Symbiodiniaceae envers des extraits d’A. viridis et de sélectionner des chimioattractants potentiels qui seront testés au cours de ce stage.Le projet de stage a pour objectif d’affiner les résultats obtenus et s’organisera en deux axes :La validation de composés chimioattractants issus d’A. viridis capables d’attirer les Symbiodiniaceae.Pour cela, l’activité chimiotactique de différentes molécules de l’anémone de mer, obtenues par séparation chimique, sera testée à l’aide des microcapillaires en verre. Les molécules dont l’activité sera validée par ce test pourront ensuite être analysées en collaboration avec Institut de Physique de Nice grâce à la microfluidique, qui permettra de caractériser le comportement de nage des Symbiodiniaceae en présence ou en absence des chimioattractants.L’étude de l’impact d’un stress hyperthermique sur les activités chimiotactiques des Symbiodiniaceae.Des cultures de Symbiodiniaceae seront soumises à des stress thermiques allant de conditions de thermo-tolérance vis-à-vis de la relation symbiotique (+5°C) à des conditions d’hyperthermie connues pour induire la rupture de la symbiose (+8°C). L'impact du changement climatique sur la mise en place de la symbiose sera évalué en mesurant le comportement (par exemple, la croissance et l'attraction) et en effectuant des analyses physiologiques et morphologiques des cultures soumises à ces différents stress.Ces mêmes analyses seront aussi effectuées en microfluidique pour analyser l’impact de ces hyperthermies sur les comportements de nage des Symbiodiniaceae en présence ou en absence des chimioattractants.Techniques utilisées : culture microalgues (maintien des cultures, suivi de croissance, mesure de viabilité), extraction protéique, tests de chimiotactisme (microcapillaires en verre, transwell), imagerie microscopique, analyse fluorimétrique (via Pulse Amplitude Modulation fluorometry), analyse d’images.Profil recherché : Nous recherchons un(e) étudiant(e) curieux, méticuleux et motivé, ayant idéalement une formation en biologie cellulaire et un intérêt particulier pour la biologie marine. Une expérience culture de microalgues et des compétences pour l’utilisation du logiciel de traitement d’image FIJI seraient un plus. Par ailleurs, nous recherchons un(e) candidat(e) avec une bonne capacité d’adaptation de communication et de travail en équipe.
Contact : Dr Stéphanie Barnay-Verdier,
stephanie.barnay-verdier@sorbonne-universite.fr
URE Symbiose Marine, 28 avenue de Valrose, Nice.