Course contre la montre pour les fonds marins

« La sortie du port de Roscoff, c’est terrible », lance Céline Houbin, chercheuse en écologie marine à la Station biologique de Roscoff (Finistère), en s’agrippant au bastingage du bateau. La fin de sa phrase est emportée par le vent. Un matelot éteint sa cigarette, un autre rattrape le café qui manque de valdinguer. Après trente minutes de navigation, le Neomysis stoppe les machines et son équipage balloté par la houle déploie un engin qui s’apprête à descendre 18 mètres sous la surface de l’eau.

Pas de hasard

Lancé en 2023 pour une durée de huit ans, le programme Atlasea, piloté par le CNRS et le CEA¹, vise à séquencer le génome de 4 500 espèces marines. Il se découpe en trois projets interdépendants : Dive-Sea, coordonné par le MNHN², dont l’objectif est de collecter, identifier et préparer les organismes en vue du séquençage de leur génome (avec Seq-Sea). Le troisième volet (Byte-Sea) consiste à développer des interfaces numériques pour accéder aux données produites. Depuis 2024, les équipes de Dive-Sea ont notamment fait escale à Dinard, à Marseille, en Guadeloupe… et à Roscoff, où elles ont passé deux semaines en avril.

À bord du Neomysis, l’attention est tournée vers le câble qui relie le bateau à la benne Smith lancée au fond de la mer : une mâchoire en métal conçue pour capturer les sédiments. Une fois hissée à la surface, elle crache un contenu vaseux immédiatement tamisé par les scientifiques « pour enlever tout ce qui est inférieur à 1 mm », précise Céline Houbin. Au cours de la matinée, d’autres techniques sont déployées, comme des filets de dragage aux mailles plus ou moins larges.

Chaque matin, l’équipage cible des zones différentes et d’autres chercheurs complètent l’échantillonnage à pied ou en plongée. « On ne collecte pas au hasard, on a identifié les lieux qui abritent le plus de biodiversité », souligne Céline Houbin. L’objectif n’est ni de dresser un inventaire de la biodiversité ni de découvrir de nouvelles espèces : il s’agit de constituer une encyclopédie génomique des espèces marines françaises.

Le bureau du sommeil 

Une fois de retour sur la terre ferme, les centaines de mollusques, crustacés, cnidaires³, algues et poissons, sont triés puis identifiés par une équipe de taxonomistes, à la Station biologique de Roscoff. Il est à peine midi, les premières collectes arrivent mais la pièce est encore calme. Au fil de la journée, l’effervescence monte. À 23 h, de nombreux scientifiques sont toujours sur place. Il faut allier rapidité et rigueur : moins de 24 heures doivent s’écouler entre la collecte et la plongée d’un spécimen dans l’azote liquide, dernière étape avant le séquençage au Genoscope du CEA, à Evry-Courcouronnes (Essonne). 

Les yeux vissés sur leur loupe binoculaire, des spécialistes s’affairent à identifier les individus, toujours vivants. Un processus qui peut prendre de quelques minutes à plusieurs heures. « C’est un isopode, c’est assez évident, mais je ne sais pas encore à quelle famille et quel genre il appartient, encore moins son espèce », murmure Benoit Gouillieux, chercheur à la Station marine d’Arcachon (Gironde), le regard fixé sur le minuscule organisme qui ondule doucement sous la loupe de son microscope.

Une fois l’espèce identifiée, les responsables du projet Seq-Sea entrent en jeu. « On regarde dans des bases de données s’il existe déjà un génome de référence, c’est-à-dire un génome de grande qualité, pour cette espèce, explique Jean-Marc Aury, bio-informaticien au CEA et coordinateur de Seq-Sea. Si oui, on la relâche, si non, elle est préparée pour le séquençage. » Alors, direction le « bureau du sommeil », où certains animaux sont anesthésiés puis euthanasiés, avant d’être photographiés. Quelques tissus seront ensuite prélevés et plongés dans de l’azote liquide à -196 °C, afin d’être instantanément congelés, ce qui empêche l’ADN de se dégrader.

Partager pour préserver

« Il y a un vrai déficit d’information sur la diversité génomique des organismes marins. Pendant longtemps, les efforts ont été ciblés sur quelques espèces, et puis, certains milieux sont compliqués à échantillonner, cela demande des moyens », souligne Erwan Corre, bio-informaticien à la Station biologique de Roscoff et responsable de Byte-Sea. Depuis une quinzaine d’années, des progrès majeurs sur les outils de génomique permettent de séquencer un génome de qualité pour n’importe quel organisme à partir d’un échantillon bien conservé. « Avec ce programme, on se donne les moyens de collecter une bonne matière première, résume Bertrand Bed’Hom, responsable de Dive-Sea pour le MNHN. Pour cela, on s’appuie beaucoup sur les infrastructures locales. » À Roscoff, le projet profite par exemple de la très grande collection de culture de microalgues du RCC⁴, qui implémente les collectes.

Avec son objectif de séquencer le génome de 4 500 organismes marins en huit ans, Atlasea est un programme « très ambitieux mais pas irréaliste », poursuit le chercheur. Avant la campagne roscovite, 2 300 espèces avaient été collectées et 230 génomes complets acquis⁵. Les données produites rejoignent ensuite un portail en libre accès. « Le meilleur moyen de préserver les données, c’est de les partager, justifie Erwan Corre. On travaille pour que la communauté scientifique et les générations futures s’emparent de cette connaissance. » Ces données peuvent aider à « mieux appréhender les trajectoires évolutives des espèces, à améliorer le suivi d’espèces menacées ou invasives, et à comprendre comment des organismes synthétisent certaines molécules d’intérêt pour ensuite les produire en laboratoire », ajoute Bertrand Bed’Hom.