C'est quoi ROME?

Un nouveau projet scientifique d’observation du milieu marin côtier basé sur l’ADN environnemental vient de voir le jour. Le projet ROME (Réseau d’Observatoires pour la recherche en Microbiologie Environnementale intégrée) se base sur un réseau d’observatoires côtiers et vise à mieux étudier les dynamiques spatio-temporelle des communautés de virus, bactéries et micro-algues et les espèces toxiques et pathogènes potentiellement émergentes sur nos côtes. Comme dans les enquêtes policières, les scientifiques vont effectuer des prélèvements d’ADN à la fois dans les eaux et dans les huitres qui leur permettront potentiellement d’identifier une grande variété de micro-organismes présents dans l’eau, y compris les plus rares et ceux qui pourraient présenter des nouveaux dangers pour l’homme ou pour les ressources conchylicoles. Quatre sites ont été choisis dans un premier temps pour ce suivi innovant : la baie des Veys (Manche), la rade de Brest (Finistère), Marennes-Oléron (Charentes maritimes) et l’étang de Thau (Hérault). Les prélèvements ont lieu tous les 15 jours pour les eaux et tous les mois pour les huitres. L’ADN sera congelé puis stocké après analyse pour constituer une sorte de « banque de biodiversité » des micro-organismes de l’écosystème côtier. Cette ressource pourra être exploitée pour des recherches plus spécifiques et en vue des futurs développements des technologies d’analyse de l’ADN environnemental.  

Le Réseau d’Observatoires de Microbiologie Environnementale intégrée de l'Ifremer a été créé en 2020.

Ses objectifs

ROME vise à l’observation intégrée de la microbiologie du littoral métropolitain français à la fois pour des finalités de recherche scientifiques, pour développer des nouvelles approches, pour produire des nouvelles données qui pourront venir en appui des politiques publiques.

Pour se faire, les équipes de ROME :

• développent et appliquent des méthodes innovantes d’observations de la microbiologie côtière : analyses massives de l’ADN et de l’ARN environnemental
• analysent les apports des bassins versants en évaluant les voies d’entrée de la contamination d’origine fécale animale ou humaine.
• produisent des données pour contribuer à la veille d’émergence de micro-organismes pouvant présenter un risque pour la santé humaine ou animale.

Quels compartiments microbiologiques?

L’objet d’observation et des recherches de ROME est le microbiome de l’écosystème marin côtier dans des zones à plus ou moins fort impact anthropique. Le microbiome est représenté par les communautés d’organismes unicellulaires marins, à la fois procaryotes et eucaryotes, qui incluent les virus, les bactéries et les protistes marins. Ces communautés contiennent des micro-organismes pathogènes pour l’homme ou pour les organismes marins destinés à la commercialisation. ROME ne cible pas exclusivement ces espèces mais les communautés microbiennes dans leur complexité afin d’élargir le spectre d’observation des microorganismes du littoral, des espèces aux communautés.

Quels types de prélèvements?

• Coquillages (huîtres) : mollusques bivalves intégrant les pressions du bassin versant
• Filtres d'eau "apports du large" : eau affranchie des pressions et intégrant les apports du large
• Filtres d'eau "apports anthropiques" : eau intégrant les pressions anthropiques et les apports des bassins versants

Quelles approches d'analyse?

ROME est basé sur l’utilisation des approches d’analyse par metabacording de l’ADN environnemental (ADNe) pour les communautés des bactéries et des protistes, et de metagenomique pour l’analyse du virome.

L’échantillonnage d’acides nucléiques (ADN et ARN) prélevés directement à partir du milieu marin (ADNe et ARNe), associé aux applications des techniques de séquençage massifs, permet aujourd’hui d’élargir le spectre d’observation des microorganismes à des groupes, genres, espèces aujourd'hui non détectés dans dans d’autres réseaux d’observation de l’Ifremer (REMI, REPHY). L’amplification de régions génomiques cibles de l’ADNe permet, à partir d’un seul échantillon commun, de caractériser à la fois les communautés des bactéries et des protistes marins.

Filtration eau

Pour les communautés de virus marin, ROME permettra de caractériser les virus humains à ADN et les virus ARN par des approches de métagénomiques et métatranscriptomique après concentration des particules virales.

Les approches envisagées ont des limites intrinsèques et ne permettent pas toujours de caractériser les espèces microbiennes présentes dans le littoral. Ces limites sont dues à la fois à la résolution taxinomique des marqueurs génétiques utilisés et à l’absence de séquences de référence des microorganismes dans les bases des données utilisées pour l’annotation des séquences obtenues à partir de l’ADN et ARN environnemental. ROME tient compte de ces contraintes à la fois en précisant l’objet de recherche sur les communautés microbiennes plutôt que sur les espèces, et en mettant en place une bancarisation de l’ADN environnemental et des filtres après filtration des échantillons prélevés. Ce matériel proprement stocké permettra d’effectuer des analyses ciblées aux espèces en utilisant les banques d’ADN et/ou de revenir à l’échantillon d’origine grâce aux filtres préservés en cas de développement de nouvelles techniques d’analyses de l’ADN et de l’ARN environnemental.

Le réseau de sites

Quatre sites ont été choisis dans un premier temps : la baie des Veys (Manche), la rade de Brest (Finistère), La Tremblade (Charente-Maritime) et l’étang de Thau (Hérault). Ces sites présentent plusieurs intérêts scientifiques qui sont décrits de manière précise sur cette page.

ROME pourra s'étendre sur d'autres sites à l'avenir en fonction des résultats obtenus sur ces premiers sites.