Analyse d'article de recherche : Sex-dependent and -independent transcriptional changes during haploid phase gametogenesis in the sugar kelp Saccharina latissima

Blanca Morales                

Analyse documentaire de l'article de recherche :

Sex-dependent and -independent transcriptional changes during haploid phase gametogenesis in the sugar kelp Saccharina latissima 

Gareth A. PearsonID1☯*, Neusa Martins1☯, Pedro MadeiraID1, Ester A. Serrão1, Inka Bartsch2

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0219723

Cette première étude transcriptionnelle de la gamétogenèse mâle et femelle chez S. latissima visait à générer un transcriptome de référence annoté pour sa phase gamétophytique, afin d'être analysé pendant la transition entre la croissance végétative et la gamétogenèse. Les données et les résultats sont destinés à améliorer la compréhension au niveau du génome de la gamétogenèse dans cette lignée multicellulaire importante sur le plan écologique et économique.

Pour cela, des échantillons de gamétophytes mâles et femelles ont été collectés et utilisés comme réplicats biologiques, et ont renforcé la croissance végétative afin d'avoir suffisamment de matériel pour les expériences. L'induction des gamétophytes a consisté à prélever l'ARN des gamétophytes sous lumière blanche à 4 moments différents (jour 0 pour le contrôle, et 1, 6 et 8 pour suivre les étapes de la gamétogenèse). Les ARN extraits ont été séquencés par un prestataire de service (Illimina), afin d'être évalués avec les outils standards de contrôle de qualité. Ensuite, ils ont été normalisés numériquement afin de réduire la redondance, d'égaliser la couverture k-mer et de supprimer les k-mers rares (provenant d'erreurs de séquençage). Enfin, les 5 assemblages construits ont été fusionnés, et seuls les contigs présentant les meilleurs résultats d'extraction contre les Phéophycées ont été retenus après une interrogation contre les protéines de Stramenopile. Les lectures de haute qualité ont été mappées sur le transcriptome de référence en utilisant le script wrapper RSEM et Bowtie2. Les transcrits ont été annotés fonctionnellement par des comparaisons de Diamond (mode BLASTX) contre les protéines de la souche Ectocarpus Ec32.

L'exhaustivité du transcriptome a indiqué que 64,1% des gènes codant pour des protéines d'Ectocarpus étaient représentés, et que le transcriptome était complet à 74,9%. Il est donc raisonnablement complet pour un transcriptome de novo manquant de représentation du stade sporophyte, démontrant une méthodologie appropriée et bien faite. Le profilage du transcriptome a montré que pour les deux sexes il y a une réponse immédiate aux conditions gamétogènes, qui est plus importante que les changements transcriptionnels spécifiques au sexe (activation rapide de la biogénèse des ribosomes, des voies liées à la transcription et à la traduction, avec plusieurs actions au niveau post-transcriptionnel ou post-traductionnel). D'autre part, les femelles ont spécifiquement exprimé plusieurs gènes qui coordonnent l'expression des gènes et/ou la dégradation des protéines, ce qui permet d'établir des parallèles avec l'ovogenèse dans des lignées multicellulaires divergentes. Les mâles ont spécifiquement exprimé les gènes qui contrôlent la prolifération des cellules mitotiques et la spermatogenèse, ainsi que de multiples gènes liés aux flagelles. Cependant, il serait intéressant à l'avenir d'avoir une cartographie RNAseq profonde des génomes des gamétophytes mâles et femelles, afin d'explorer les variations de la post-transcriptomique et de la transcriptomique spécifique au sexe.