Molecular insight into the sexual cycle of Radiolaria (Rhizaria)

Approche moléculaire du cycle de vie des Radiolaires (Rhizaria) Le super-groupe des Rhizaria est l'un des plus diversifiés et le moins décrit parmi le monde microbien eucaryote. Bien que les rhizaires aient attiré l'attention des biologistes pendant plus d'un siècle, leur conservation fastidieuse en laboratoire a entravé une compréhension adéquate de leur cycle de vie. C'est le cas des Radiolaires, une lignée non cultivée d'amibes planctoniques marines à squelette minéral, qui a établi une symbiose réussie avec une diversité de microalgues au cours de son évolution et contribue de manière significative au cycle des nutriments dans l'océan mondial. À ce jour, la description des cycles de vie des radiolaires est fragmentaire et repose principalement sur les connaissances acquises dans les années 80-90. L'un des aspects clés qui reste énigmatique concerne la transition d'une génération à l'autre. Les observations accumulées sur le terrain ont conduit à la suggestion de diverses stratégies de recombinaison et reproduction pour les quatre groupes de radiolaires existants (Acantharia, Spumellaria, Nassellaria, Collodaria). Pour les Acanthaires, deux stratégies recombinatives présumées ont été proposées en fonction de la modalité de libération de petites cellules flagellées, appelées swarmers, impliquant ou non une étape intermédiaire sous forme de kyste. Les Collodaires peuvent passer d'un stade solitaire à un stade colonial, tandis que chez les Nassellaires et les Spumellaires, la production de swarmers n'a été observée que pour un nombre limité d'espèces. Il est supposé que le stade commun de swarmer est lié à la recombinaison sexuée. Néanmoins, à ce jour, la ploïdie des swarmers reste indéterminée et leur fusion n'a pas été documentée. Pour surmonter les obstacles actuels liés à l'étude des cycles de vie des radiolaires en culture, ma thèse combine des observations in situ sur des organismes vivants, l'analyse de nouveaux transcriptomes de cellules uniques et des analyses phylogénétiques de gènes de référence spécifiques aux gamètes. Plus particulièrement, je me concentre sur les stades de vie impliqués dans le cycle sexué hypothétique des Radiolaires en recherchant des gènes de référence des protistes impliqués dans les processus sexués, tels que la méiose et la fusion des gamètes, parmi les transcriptomes de stades de vie présumés méiotiques et gamétiques. Pour faire face à la proportion massive de données non référencées, j'ai utilisé des approches de réseaux de gènes pour identifier et annoter de novo les gènes spécifiquement enrichis à chaque stade de vie, révélant ainsi de nouvelles fonctions spécifiques à ces stades. Mes analyses mettent en évidence des gènes essentiels des gamètes parmi les swarmers des Radiolaires, ce qui suggère que les Radiolaires sont capables de recombinaison sexuée. Ces acteurs du répertoire génétique des gamètes, le gène HAP2/GCS1 et la famille de gènes KAR5-GEX1-BMBL, ont été intégrés dans un contexte évolutif pour décrire les variations de séquences spécifiques aux Radiolaires. Enfin, les gènes spécifiques des gamètes de Radiolaires ont été comparés à des bases de données méta-transcriptomiques afin d'estimer leur abondance dans l'environnement. L'intégration du cycle de vie des Radiolaires dans un cadre spatio-temporel permettra d'estimer leur durée de vie, d'améliorer la compréhension de l'écologie des Radiolaires à la résolution de chaque stade de leur cycle de vie, et d'élargir notre compréhension actuelle de la vie complexe et fascinante des rhizaires libres.