The Kinome of Pacific Oyster Crassostrea gigas, Its Expression during Development and in Response to Environmental Factors

Oysters play an important role in estuarine and coastal marine habitats, where the majority of humans live. In these ecosystems, environmental degradation is substantial, and oysters must cope with highly dynamic and stressful environmental constraints during their lives in the intertidal zone. The availability of the genome sequence of the Pacific oyster Crassostrea gigas represents a unique opportunity for a comprehensive assessment of the signal transduction pathways that the species has developed to deal with this unique habitat. We performed an in silico analysis to identify, annotate and classify protein kinases in C. gigas, according to their kinase domain taxonomy classification, and compared with kinome already described in other animal species. The C. gigas kinome consists of 371 protein kinases, making it closely related to the sea urchin kinome, which has 353 protein kinases. The absence of gene redundancy in some groups of the C. gigas kinome may simplify functional studies of protein kinases. Through data mining of transcriptomes in C. gigas, we identified part of the kinome which may be central during development and may play a role in response to various environmental factors. Overall, this work contributes to a better understanding of key sensing pathways that may be central for adaptation to a highly dynamic marine environment

Generation and analysis of a 29,745 unique Expressed Sequence Tags from the Pacific oyster (Crassostrea gigas) assembled into a publicly accessible database: the GigasDatabase

Background: Although bivalves are among the most-studied marine organisms because of their ecological role and economic importance, very little information is available on the genome sequences of oyster species. This report documents three large-scale cDNA sequencing projects for the Pacific oyster Crassostrea gigas initiated to provide a large number of expressed sequence tags that were subsequently compiled in a publicly accessible database. This resource allowed for the identification of a large number of transcripts and provides valuable information for ongoing investigations of tissue-specific and stimulus-dependant gene expression patterns. These data are crucial for constructing comprehensive DNA microarrays, identifying single nucleotide polymorphisms and microsatellites in coding regions, and for identifying genes when the entire genome sequence of C. gigas becomes available. Description: In the present paper, we report the production of 40,845 high-quality ESTs that identify 29,745 unique transcribed sequences consisting of 7,940 contigs and 21,805 singletons. All of these new sequences, together with existing public sequence data, have been compiled into a publicly-available Website http://public-contigbrowser.sigenae.org:9090/Crassostrea_gigas/index.htm l. Approximately 43% of the unique ESTs had significant matches against the SwissProt database and 27% were annotated using Gene Ontology terms. In addition, we identified a total of 208 in silico microsatellites from the ESTs, with 173 having sufficient flanking sequence for primer design. We also identified a total of 7,530 putative in silico, single-nucleotide polymorphisms using existing and newly-generated EST resources for the Pacific oyster. Conclusion: A publicly-available database has been populated with 29,745 unique sequences for the Pacific oyster Crassostrea gigas. The database provides many tools to search cleaned and assembled ESTs. The user may input and submit several filters, such as protein or nucleotide hits, to select and download relevant elements. This database constitutes one of the most developed genomic resources accessible among Lophotrochozoans, an orphan clade of bilateral animals. These data will accelerate the development of both genomics and genetics in a commercially-important species with the highest annual, commercial production of any aquatic organism

Biologie de la cellule normale et pathologique : explorer la fonction des protéines.

J’appartiens aux scientifiques qui étudient le monde animal, et non pas le végétal (moins bons souvenirs…). Mon échelle de travail est toute petite, c’est le compartiment intracellulaire, car j’étudie les protéines. Comment comprendre leur rôle ? Comment régulent-elles le fonctionnement normal de la cellule ? Comment renseignent-elles sur l’environnement cellulaire? Quel impact du stress sur leur fonction? Comment différencier les réponses physiologiques des réponses pathologiques ? Des modèles vertébrés et invertébrés, plusieurs types cellulaires, la découverte de fonctions: je vais décrire dans mon HDR les ingrédients qui ont produit la science à laquelle j’ai participée depuis 1995. Je vais exposer quelques scénarios de ces épisodes passés en laboratoire de recherche fondamentale, où l’on tente de voir comment les protéines fonctionnent dans les cellules, de comprendre leur rôle. Avec pour seul objectif accroître la connaissance, sans se tromper, jusqu’à peut-être la preuve du contraire grâce aux chercheurs de demain. Sans but précis, et donc avec plein d’idées

L’huître creuse, sentinelle de l’état de santé des écosystèmes côtiers exploités du littoral français. Rapport annuel ECOSCOPA 2016

Occupant une place de premier ordre dans nos paysages côtiers, l’ostréiculture est le premier contributeur de la filière aquacole française avec une production estimée à 85 000 tonnes ces dernières années. Véritable espèce ingénieur, l’huître creuse joue aussi un rôle essentiel sur le plan écologique dans les écosystèmes qui l’abritent. Pourtant, depuis plusieurs années, l’ostréiculture subie une baisse de production et les bancs naturels, garants de la diversité génétique, sont mis en danger. Ces phénomènes sont la conséquence directe de l’épizootie causée par OsHV-1 µVar frappant les naissains et des mortalités d’adultes associées à la bactérie Vibrio aestuarianus. Ces épisodes de mortalités accrues ne sont pas nouveaux mais leur récurrence et leur intensité nous amènent à élaborer des outils plus complets permettant de mesurer objectivement, par différents moyens et à plusieurs échelles, l’état de santé des huîtres, leur susceptibilité aux infections et l’impact des variations environnementales et/ou anthropiques sur leur cycle de vie (reproduction, écologie larvaire, recrutement, croissance). Ces outils doivent permettre de mieux évaluer sur le long terme les risques biologiques encourus par la filière (risques associés aux transferts, aux évolutions des pratiques culturales, ainsi qu’à l’émergence potentielle de nouvelles maladies). Dans la mesure où l’élevage de l’huître creuse est, pour la quasi-totalité du cycle, réalisé en milieu naturel, ces outils font nécessairement appel à des systèmes organisés d’observation sur le long terme et à grande échelle (afin d’appréhender la diversité des écosystèmes exploités). L’objectif général du projet ECOSCOPA est donc de continuer à consolider le dispositif d’observation actuel sur 6 écosystèmes, créé antérieurement par les projets RESCO et Velyger, et d’y ajouter progressivement une série de nouveaux indicateurs physiologiques et environnementaux pertinents, contribuant à une analyse plus fine des écosystèmes conchylicoles et leur évolution en lien avec les pressions climatiques et anthropiques. Le rapport ci joint présente donc de façon successive : (1) les suivis 2016 des paramètres environnementaux sur 6 sites ; (2) les données du réseau Velyger sur la reproduction de l’huitre sur ces mêmes sites et (3) le développement d’un nouveau descripteur : la mesure de la protéine VDAC, appliquée sur des animaux sentinelles du projet. Concernant les facteurs environnementaux et le cycle de reproduction 2016, on retient les faits majeurs suivants : ·       Sur le plan hydro-climatique, cette année se caractérise par un hiver doux et un printemps dans les normales, suivis d’un été là aussi très proche des normales à une exception près : la rade de Brest qui a bénéficié d’une température de l’eau supérieure aux normales dés le début de l’été. Compte tenu d’une pluviométrie plutôt excédentaire, les concentrations en phytoplancton sont restées à des niveaux assez élevés de la rade de Brest aux pertuis charentais et toujours déficitaires dans le bassin d’Arcachon et la lagune de Thau. ·       En terme de biologie, ces conditions hydro-climatiques se sont traduites, chez les populations d’huîtres adultes, par des indices de condition, proxy de la fécondité, assez élevés, avec toujours l’existence d’un gradient nord-sud observé chaque année, corrélativement à la concentration en phytoplancton. En outre, l’absence d’excédent thermique au printemps et en début d’été n’a pas permis de pontes précoces (à l’exception de la lagune de Thau), elles ont même été plutôt tardives (e.g. bassin d’Arcachon) et plutôt asynchrones. Les quantités de jeunes larves sont donc restées faibles (pic < 100 000 larves/1.5m3) sur les écosystèmes étudiés. ·       Sur la façade atlantique, les températures de l’eau lors du développement larvaire des principales cohortes ont été tout justes dans les normes, voire un peu faible en août. En conséquence, il y a donc eu peu de larves grosses dans l’eau à l’exception des secteurs rade de Brest et lagune de Thau : avec, en moyenne sur l’été, moins de 10 larves grosses/1,5m3, certains secteurs enregistrent leur score le plus faible depuis le début des suivis. ·       La lagune de Thau fait aussi figure d’exception : les températures élevées tout au long de l’été ont permis une concentration moyenne de larves ‘grosses’ modérée (243 larves/1,5m3). Cependant, les méthodes et les techniques de captage sont encore en cours d’optimisation sur ce secteur et cette année, malgré la présence de larves grosses, le captage est resté faible  (< 10 naissains par coupelle à l’automne). ·       En conséquence, l’année 2016, se caractérise par un captage globalement « faible à modéré » dans tous les secteurs s’échelonnant autour de 1 naissain/coupelle en baie de Bourgneuf à plus de 114 naissains/coupelle dans certains secteurs de rade de Brest (secteur de Landévennec-Poulmic). Concernant le développement d’un nouveau descripteur physiologique, les analyses présentées ici ont permis de développer un protocole de quantification d’un biomarqueur de l’effet Warburg de l’huître et d’étudier la corrélation entre ce biomarqueur et les mortalités d’huître in situ. L’effet Warburg, bien détaillé chez les Vertébrés, correspond au mauvais état de santé de l’huître lorsqu’elle est susceptible au virus OsHV-1, peu de temps avant qu’elle n’y succombe. Le biomarqueur développé ici semble prédictif de la mortalité ou non par infection virale in situ. Nos recherches futures viseront à étudier comment le contenu de VDAC est régulé par les facteurs environnementaux, facteurs qui sont certainement très variables en fonction des sites ECOSCOPA

n-3 long chain polyunsaturated fatty acids: a nutritional tool to prevent insulin resistance associated to type 2 diabetes and obesity?

n-3 long chain polyunsaturated fatty acids (n-3 LC-PUFA), mainly eicosapentaenoic acid (EPA, 20:5 n-3) and docosahexaenoic acid (DHA, 22:6 n-3), are present in mammal tissues both from endogenous synthesis from desaturation and elongation of 18:3 n-3 and/or from dietary origin (marine products and fish oils). In rodents in vivo, n-3 LC-PUFA have a protective effect against high fat diet induced insulin resistance. Such an effect is explained at the molecular level by the prevention of many alterations of insulin signaling induced by a high fat diet. Indeed, the protective effect of n-3 LC-PUFA results from the following: (a) the prevention of the decrease of phosphatidyl inositol 3’ kinase (PI3 kinase) activity and of the depletion of the glucose transporter protein GLUT4 in the muscle; (b) the prevention of the decreased expression of GLUT4 in adipose tissue. In addition, n-3 LC-PUFA inhibit both the activity and expression of liver glucose-6-phosphatase which could explain the protective effect with respect to the excessive hepatic glucose output induced by a high fat diet. n-3 LC-PUFA also decrease muscle intramyofibrillar triglycerides and liver steatosis. This last effect results on the one hand, from a decreased expression of lipogenesis enzymes and of delta 9 desaturase (via a depleting effect on sterol response element binding protein 1c (SREBP-1c). On the other hand, n-3 LC-PUFA stimulate fatty acid oxidation in the liver (via the activation of peroxisome proliferator activated receptor $\alpha$ (PPAR-$\alpha$)). In patients with type 2 diabetes, fish oil dietary supplementation fails to reverse insulin resistance for unclear reasons, but systematically decreases plasma triglycerides. Conversely, in healthy humans, fish oil has many physiological effects. Indeed, fish oil reduces insulin response to oral glucose without altering the glycaemic response, abolishes extraggression at times of mental stress, decreases the activation of sympathetic activity during mental stress and also decreases plasma triglycerides. These effects are encouraging in the perspective of prevention of insulin resistance but further clinical and basic studies must be designed to confirm and complete our knowledge in this field

Physiological changes in Pacific oyster Crassostrea gigas exposed to the herpesvirus OsHV-1 μvar

Since 2008, mass mortality events of Crassostrea gigas have been occurring along the French coast when seawater temperature exceeds 16ºC. These mortality events are related to a particular genotype of the ostreid herpesvirus named OsHV-1 μvar. The present study aimed to detail various physiological aspects underlying the onset of the disease. In the laboratory, both exposed (infected) and naïve (healthy) oysters were maintained at 13.0°C and 20.6ºC. These temperatures were respectively lower and higher than the threshold values of 16°C at which the disease generally occur. At 20.6ºC, exposed oysters were characterized by a reduction in energetic reserves (carbohydrates and triglycerides) together with a decrease in protein content. Sterols levels were lower in exposed oysters than in naïve individuals, irrespective of temperature. Finally, activities of some key enzymes related to energetics were similar in exposed and naïve oysters and did not change with temperature. This result suggests that although energetic reserves were being diminished in infected oysters, their metabolic activities remained similar to that of healthy animals

Observatoire national du cycle de vie de l’huître creuse en France. Rapport annuel ECOSCOPA 2017

https://doi.org/10.17882/86131Occupant une place de premier ordre dans les paysages côtiers français, l’ostréiculture est le premier contributeur de la filière aquacole française avec une production estimée à 85 000 tonnes ces dernières années. Véritable espèce ingénieur, l’huître creuse, installée en France depuis plus de 50 ans, joue aussi un rôle essentiel sur le plan écologique dans les écosystèmes qui l’abritent. Pourtant, depuis plusieurs années, cette filière subie une baisse de production et les bancs naturels, garants de la diversité génétique, sont mis en danger. Ces phénomènes sont la conséquence directe de l’épizootie causée par OsHV-1 (sous sa forme µVar) affectant les naissains et des mortalités d’adultes associées à la bactérie Vibrio aestuarianus. Ces épisodes de mortalités accrues ne sont pas nouveaux mais leur récurrence et leur intensité ont amenés à élaborer des outils plus complets permettant de mesurer objectivement, par différents moyens et à plusieurs échelles, l’état de santé des huîtres, leur sensibilité aux infections et l’impact des variations environnementales et/ou anthropiques sur leur cycle de vie (reproduction, écologie larvaire, recrutement, croissance, survie). Ces outils doivent permettre de mieux évaluer sur le long terme les risques biologiques encourus par la filière (risques associés aux transferts, aux évolutions des pratiques culturales, ainsi qu’à l’émergence potentielle de maladies) ainsi que ceux encourus pour l’écosystème (perte d’habitats, de biodiversité et de services liés à la disparition des récifs d’huîtres sauvages devenus au fil du temps patrimoniaux). Dans la mesure où le cycle de vie de l’huître creuse s’accomplit intégralement en milieu naturel, ces outils font nécessairement appel à des systèmes organisés d’observation sur le long terme et à grande échelle afin d’appréhender la diversité des écosystèmes exploités. L’objectif général du projet ECOSCOPA est donc de mutualiser et pérenniser les dispositifs d’observation actuels, créés antérieurement par les projets RESCO et VELYGER, et d’y ajouter progressivement une série de nouveaux indicateurs physiologiques et environnementaux pertinents, contribuant à une analyse plus fine du cycle de vie de cette espèce en lien avec les pressions climatiques et anthropiques. Le rapport ci joint présente donc de façon successive : (1) les suivis 2017 des paramètres environnementaux sur les six sites atelier ; (2) les suivis 2017 des mortalités sur les lots ; (3) les données du réseau VELYGER sur le cycle de reproduction de l’huître, en 2017, sur ces mêmes sites ; (4) un état de la diversité génétique du recrutement sur les principaux gisements naturels et (5) le développement de nouveaux outils et descripteurs écophysiologiques pertinents avec, en 2017, la mesure de la température interne de l’huître

Energy and Antioxidant Responses of Pacific Oyster Exposed to Trace Levels of Pesticides

International audienceHere, we assess the physiological effects induced by environmental concentrations of pesticides in Pacific oyster Crassostrea gigas. Oysters were exposed for 14 d to trace levels of metconazole (0.2 and 2 mu g/L), isoproturon (0.1 and 1 mu g/L), or both in a mixture (0.2 and 0.1 mu g/L, respectively). Exposure to trace levels of pesticides had no effect on the filtration rate, growth, and energy reserves of oysters. However, oysters exposed to metconazole and isoproturon showed an overactivation of the sensing-kinase AMP-activated protein kinase alpha (AMPK alpha), a key enzyme involved in energy metabolism and more particularly glycolysis. In the meantime, these exposed oysters showed a decrease in hexokinase and pyruvate kinase activities, whereas 2-DE proteomic revealed that fructose-1,6-bisphosphatase (F-1,6-BP), a key enzyme of gluconeogenesis, was upregulated. Activities of antioxidant enzymes were higher in oysters exposed to the highest pesticide concentrations. Both pesticides enhanced the superoxide dismutase activity of oysters. Isoproturon enhanced catalase activity, and metconazole enhanced peroxiredoxin activity. Overall, our results show that environmental concentrations of metconazole or isoproturon induced subtle changes in the energy and antioxidant metabolisms of oysters

Observatoire national du cycle de vie de l’huître creuse en France. Rapport annuel ECOSCOPA 2019

Occupant une place de premier ordre dans les paysages côtiers français, l’ostréiculture est le premier contributeur de la filière aquacole française avec une production estimée à 85000 tonnes ces dernières années. Pourtant, depuis 2008, cette espèce est affectée par des épisodes de mortalités massives et récurrentes déclenchées par la présence d'agents infectieux viraux (de type Herpes virus OsHV-1 μVar) en conjonction avec des facteurs environnementaux (i.e. élévation de la température). Cette infection virale induit une altération des défenses antimicrobiennes ainsi qu'une déstabilisation de son microbiote. Ce processus conduit à une infection secondaire par des bactéries opportunistes potentiellement pathogènes qui se multiplient rapidement entrainant des dommages tissulaires irréversibles conduisant à la mort de l’animal. En parallèle et bien que mal renseignées, ces phénomènes de mortalités touchent aussi les nombreux bancs sauvages présents sur la côte française. Or, la filière ostréicole repose sur un approvisionnement en naissain qui provient majoritairement du captage naturel, pratiqué désormais dans plusieurs bassins ostréicoles. Cependant, sur tous ces secteurs, la reproduction et le recrutement présentent des performances très variables d'une année à l'autre. Ce contexte de crise (épisodes de mortalités, défaut du recrutement, variabilité de la croissance...) nécessite la mise en oeuvre de moyens d’observation pertinents à l’échelle nationale permettant de mesurer objectivement au travers de différents proxys l’état général de santé des populations d’huîtres cultivées et sauvages, et ce pour les différentes phases sensibles de leur cycle de vie (reproduction, écologie larvaire, recrutement, croissance, survie). L’objectif général du projet ECOSCOPA est donc de mutualiser et pérenniser les dispositifs d’observation actuels, créés antérieurement par les projets RESCO et VELYGER, et d’y ajouter progressivement une série de nouveaux indicateurs physiologiques et environnementaux pertinents, contribuant à une analyse plus fine du cycle de vie de cette espèce en lien avec les pressions climatiques et anthropiques. Le rapport ci joint présente donc, pour l'année 2019, de façon successive : (1) les suivis des paramètres environnementaux sur les huit sites atelier ; (2) les suivis (partiels cette année) de croissance et de mortalités de lots sentinelles d'huîtres (Série RESCO) ; (3) une analyse exhaustive du cycle de reproduction et du recrutement de l’huître (Série VELYGER); (4) les résultats du suivi cytogénétique du naissain sauvage et (5) le développement de nouveaux outils et descripteurs écophysiologiques pertinents avec, cette année, une description plus fine du microenvironnement de l’animal et son impact sur ses performances physiologiques de croissance et de défense face aux pathogènes