Effets combinés des facteurs des changements globaux sur la réponse cellulaire aux stress et sur la plasticité du protéome de la crevette nordique (Pandalus borealis) de l'estuaire du Saint-Laurent

Boissonneault, Maude (2022). Effets combinés des facteurs des changements globaux sur la réponse cellulaire aux stress et sur la plasticité du protéome de la crevette nordique (Pandalus borealis) de l'estuaire du Saint-Laurent. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 147 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : Les changements globaux induisent des altérations significatives des propriétés physicochimiques des écosystèmes, conduisant les organismes à présenter des réponses physiologiques diverses à leur environnement dynamique. Comme les organismes sont naturellement exposés à plusieurs facteurs environnementaux changeant simultanément, une approche multifactorielle est essentielle pour évaluer les réponses des organismes. Dans le cas de l'estuaire du Saint-Laurent (ELS), une exposition des organismes au réchauffement des océans (RO), à l'acidification des océans (AO) et à l'hypoxie est attendue. Or, ce projet vise à évaluer les effets combinés du RO, de l'AO et de l'hypoxie sur la réponse cellulaire au stress (RCS) de la crevette nordique Pandalus borealis. Les crevettes ont été exposées à différents niveau de température (2, 6 et 10 °C), pH (7.75 et 7.40) et saturation en oxygène (100 et 35 % sat.) de façon isolée et combinée pendant 30 jours. La RCS du muscle abdominal d'individus survivants a été mesurée afin d'obtenir une image détaillée des effets des facteurs environnementaux sur la capacité plastique du système de défense antioxydant, de chaperon protéique, de contrôle de qualité des protéines et du protéome global grâce à l'analyse de biomarqueurs (i.e. CAT, SOD, GST, LPO, TAC, Hsp70 et Ub) et à une approche protéomique. Il était attendu que les crevettes présentent un ajustement important de leur phénotype relatif à la RCS et à la plasticité protéomique. Également, peu de variations interindividuelles dans les mécanismes du maintien de l'homéostasie étaient attendus, considérant la nature sténotherme de P. borealis. Il s'est avéré que la RCS était suffisante pour contrer les impacts du stress oxydant dans tous les scénarios, mais que la combinaison des facteurs a eu un impact négatif sur la réponse antioxydante. Un total de 592 protéines ont été identifiées, dont neuf démontraient des variations en abondance entre les traitements. Les processus liés à l'adhésion cellulaire, à la transcription et à la dynamique du cytosquelette ont été affectés par l'exposition aux facteurs. Ainsi, la réponse limitée de P. borealis pourrait être le résultat d'une absence de capacité plastique, ou encore d'une tolérance naturelle élevée obtenue à partir de phénotypes diversifiés dans la population de l'ESL. -- Mot(s) clé(s) en français : Écophysiologie, Plasticité phénotypique, Réponses métaboliques, Multistresseurs environnementaux, Sténothermes, Mécanismes cellulaire, Réponse cellulaire aux stress, Protéomique, Pandalus borealis, Crevette nordique. --
ABSTRACT : Global change induces significant alterations of the physicochemical properties of ecosystems, leading organisms to exhibit diverse physiological responses to their often dynamic environment. As organisms are naturally exposed to several environmental factors changing simultaneously, the use of a multifactorial approach is essential to determine organisms' physiological responses. The St. Lawrence Estuary (SLE) is no exception, with ocean warming (OW), ocean acidification (OA) and hypoxia affecting organisms. Within this context, this project aims at assessing the combined effects of OW, OA and hypoxia on the cellular stress response (CSR) of the northern shrimp Pandalus borealis. We exposed shrimp to different levels of temperature (2, 6 and 10 °C), pH (7.75 and 7.40) and oxygen saturation (100 and 35 % sat.) in isolation and combined for 30 days. We measured the CSR of the abdominal muscle to obtain a detailed picture of the effects of the drivers on the plastic capacity of the antioxidant, the protein chaperones and the protein quality control system by analyzing biomarkers (i.e. CAT, SOD, GST, LPO, TAC, Hsp70 and Ub) coupled with a proteomic approach, in order to assess the plasticity of P. borealis' proteome in the face of global change. We expected that the tolerance of P. borealis would depend on CSR and chaperones mechanisms to counter synergistic effect of the drivers, with biomarkers being over-expressed in treatments representing future environmental conditions. Differentially abundant proteins (DAPs) related to processes such as energetic metabolism, immune system, cytoskeletal dynamic or apoptosis were expected in individuals exposed to all drivers, due to the stenotherm nature of P. borealis. The CSR was sufficient to counter oxidative stress impacts under all scenarios, but the combination of drivers negatively impacted it. We identified a total of 592 proteins, including nine DAPs. Processes related to cell adhesion, transcription and cytoskeletal dynamic were impacted by the exposure to global change drivers. The limited response observed from the identification of DAPs and the high inter-individual variation is either the result of an absence of plastic capacity or the result of a high natural tolerance obtained from diversified genotypes across the SLE population. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Ecophysiology, Phenotypic plasticity, Metabolic responses, Environmental multistressors, Stenotherms, Cellular mechanisms, Cellular stress response, Proteomics, Pandalus borealis, Northern shrimp.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Calosi, Piero
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Madeira, Diana
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en biologie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés :	Crevette nordique; Pandalus borealis; Québec (Province); Saint-laurent, Estuaire du; Stress; Environnement; Plasticité phénotypique; Métabolisme; Cellules; Protéomique; Écophysiologie; Sténothermes.
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	23 mai 2023 15:31
Dernière modification :	23 mai 2023 15:31
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2307

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