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Environnement

Effets de l'environnement sur le développement animal, en particulier sur le schéma neural chez les Chordés

Atsuko sato

Nationality Japanese

Year of selection 2008

Institution University of Oxford

Country United Kingdom

Risk Environnement

Post-Doctoral Fellowship

1 year

60000 €

Se transformer en situation de stress : Darwin contre Kafka

Dans La Métamorphose de Franz Kafka, un homme se retrouve un jour changé en insecte géant. Atsuko Sato soutient qu’il ne s’agit pas d’une fiction :
les changements environnementaux ne sont pas qu’une cause majeure d’extinction des espèces, et peuvent aussi entraîner l’évolution de nouvelles formes.
Un génome peut en effet suivre plusieurs trajectoires d’évolution, et la vie est à même de s’adapter à son environnement. Les papillons présentent par exemple un polymorphisme saisonnier, et les escargots sont capables de changer la forme de leur coquille pour se défendre. Atsuko Sato concentre ses travaux sur les ascidies pour étudier comment les modifications de la température sont susceptibles de modifier la morphologie et le mode d’expression des gènes au cours du développement. Si les ascidies sont des invertébrés bien connus au génome simple et limité, elles représentent néanmoins les invertébrés les plus proches des vertébrés. Par conséquent, ces animaux constituent un modèle commode, parfait pour étudier les effets du stress environnemental sur notre génome.
Les recherches d’Atsuko Sato sont singulières dans la mesure où l’effet de la hausse des températures sur le développement des organismes marins n’a presque pas été étudié à l’échelle génomique, bien que cette augmentation constitue aujourd'hui un problème considérable dans les océans.
Avant de venir à Oxford, j’étudie la biologie du développement des crinoïdes (parfois appelés lys de mer) dans le master de l’École des sciences de pointe (Graduate School of Frontier Science) de l’université de Tokyo, et dans le troisième cycle de la JSPS (Japan Society for the Promotion of Science) au laboratoire de biologie marine de Seto de l’université de Kyoto.
Les champs qui m’intéressent sont la biologie du développement, la biologie évolutive et la philosophie de la biologie. Je consacre mon doctorat à l’étude des hémichordés, invertébrés proches parents des vertébrés, pour analyser l’origine et l’évolution du plan d’organisation des vertébrés au laboratoire de Peter Holland à Oxford.
Je soutiens ma thèse avec succès en avril 2008, puis, à l’issue des 5 mois que dure le projet de recherche financé par la bourse Ray Lankester Investigatorship de la Marine Biological Association de Plymouth (Royaume-Uni), je retrouve Oxford en qualité de chargé de recherche AXA au sein du laboratoire de Seb Shimeld.
Projet de décembre 2008 à décembre 2009 : si les changements environnementaux sont une cause majeure d’extinction des espèces, il faut aussi noter qu’ils peuvent susciter l’évolution de nouvelles formes. Il ne s’agit pas d’une simple hypothèse. On sait que le génome peut suivre diverses pistes de développement et que la vie peut s’adapter à son contexte environnemental, dans une certaine mesure, en choisissant une voie de développement. Les papillons présentent par exemple un polymorphisme saisonnier, et les escargots sont capables de changer la forme de leur coquille pour se défendre. Comment une telle souplesse, appelée plasticité du développement, réagit-elle aux modifications environnementales et quelles conséquences pourrait-on attendre des changements de l’environnement sur le développement ?
Ce projet se penche sur les ascidies, l’espèce d’invertébrés la plus proche des vertébrés, pour déterminer comme les changements de température peuvent avoir induit l’évolution du plan d’organisation des chordés. Les ascidies sont des espèces marines, mais leurs larves constituent des modèles élémentaires du plan d’organisation des vertébrés. En outre, elles possèdent un génome bien plus rudimentaire que les vertébrés, ce qui facilite l’analyse des mécanismes permettant au génome peut modifier les voies de développement sous la pression de changements environnementaux. Je ferai appel à une espèce d’ascidie appelée Ciona intestinalis pour étudier comment les modifications de la température peuvent changer la morphologie et le mode d’expression des gènes au cours du développement.
Ce projet relève du domaine de recherche défini par AXA « Changement climatique : risques et conséquences », mais il est absolument unique par son approche des effets de la hausse de la température sur le développement d’organismes marins, abordée non comme un risque mais comme un moteur d’évolution. Ces recherches sont particulièrement importantes car il n’y a eu presque aucune étude de l’effet d’une température en augmentation sur le développement des organismes marins, bien que cette hausse constitue à présent un problème majeur pour le milieu marin. Pour résumer, mon projet dégagera des renseignements d’un large intérêt à la fois sur les risques de cette évolution, et sur sa contribution aux changements environnementaux.

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