Metallothionein gene identification and expression in the cockle ( Cerastoderma edule) under parasitism (trematodes) and cadmium contaminations

Parmi les organismes benthiques, les bivalves sont souvent utilisés comme bioindicateurs des pollutions environnementales, du fait de leur importante capacité de bioaccumulation des métaux lourds conduisant à l'induction des métallothionéines (MT). Les MT sont de petites protéines cytosoliques capables de fixer les métaux et qui sont impliquées dans l'homéostasie et la détoxication de ces métaux chez les organismes. Ces protéines peuvent être induites par un grand nombre de facteurs tels que les hormones, les stress physiques, le parasitisme. La quantification des MT en relation avec le parasitisme est rarement reportée dans la littérature, bien que le parasitisme soit omniprésent et très délétère chez les bivalves. De plus, seulement un petit nombre de gènes de MT ont été identifiés chez les mollusques. Cette étude décrit la caractérisation de la séquence partielle d'un gène de MT (Cemt1) chez la coque Cerastoderma edule, qui présente plus de 80 % d'homologie avec de nombreuses séquences de MT de bivalves. A partir de cette séquence, des amorces spécifiques, utilisables en PCR quantitative en temps réel, ont été déterminées. Le niveau d'expression du gène Cemt1, ainsi que la quantité de protéine MT ont été analysés chez des individus soumis à différents paramètres : sans parasites ou infestés par le trématode digène Himasthla elongata, et lors d'expositions au cadmium à 15 µg Cd L−1. Des résultats concordants ont été obtenus lors de la quantification des protéines MT et de l'analyse de l'expression du gène Cemt1. Ceux-ci mettent en évidence que les concentrations en MT augmentent significativement par les deux types de traitement (infestation parasitaire et exposition au cadmium).Among benthic organisms, bivalves are often used as bioindicators of environmental pollution because of their high bioaccumulation capacities for heavy metals leading to metallothioneins (MT) induction. MT are small cytosolic metal-binding proteins involved in metal homeostasis and detoxification in living organisms. These proteins can also be induced by a wide range of factors, such as hormones, physical stress, parasitism. MT quantification in relation to parasitism is rarely reported in literature, while parasites are omnipresent and have deleterious impacts on bivalves. Moreover, only a few number of MT genes have been characterized in molluscs. This study describes the partial sequence of the MT gene (Cemt1) in the edible cockle Cerastoderma edule. The cockle's MT cDNA was sequenced and showed over 80% homology to several other bivalve MT sequences. This sequence was then used to determine MT specific primers which can be used in quantitative real time PCR. MT protein and gene expression levels were quantified for individuals selected under different conditions: free from or infected by the digenean trematode Himasthla elongata, and under cadmium exposure at 15 mu g Cd L-1. Results evidenced that MT concentrations were significantly increased by both treatments; parasite infection and Cd exposure. Moreover, congruent results between MT protein and gene expression levels were obtained

Un essai de formation de capital humain

Paul-Pont Ika. Un essai de formation de capital humain. In: Tiers-Monde, tome 2, n°6, 1961. pp. 270-271

Sensibilité et adaptation de populations de bivalves marins soumis à des stress multiples : infestation parasitaire, contamination microbienne et pollution métallique

Dans les écosystèmes littoraux, l‘activité anthropique, mais aussi le contexte naturel induisent chez les organismes aquatiques des situations de « multistress ». Parmi les sources potentielles de perturbation, trois d‘entre elles ont été étudiées : contamination métallique, infection bactérienne et infestation parasitaire. Une approche intégrée de leurs interactions sur la réponse génétique, protéique, cellulaire et populationnelle chez la coque Cerastoderma edule et la palourde japonaise Ruditapes philippinarum a été entreprise sur le terrain et en laboratoire. In situ, un suivi de deux ans a été mené sur quatre populations de bivalves issues d‘environnements différents afin d‘estimer la santé des populations (paramètres de dynamique de population), de la mettre en rapport avec les niveaux de base des stress subis (métaux, parasites) et d‘évaluer les réponses adaptatives mises en place par les bivalves en termes de détoxication et de défenses immunitaires. Cette approche a permis de décrire un certain nombre de scenarii concernant les relations entre des populations de bivalves et leur environnement. En laboratoire, des expériences de co-infestation contrôlées (parasite trématode Himasthla elongata, bactérie Vibrio tapetis) en milieu indemne de métaux ou contaminé au cadmium ont été menées sur certaines de ces populations et montrent que la réponse des bivalves à ces agressions multiples dépend des espèces, des combinaisons subies, et ne se déduit pas intuitivement à partir des réponses « mono-stress », soulignant ainsi la notion d‘interactions. Malgré la complexité et la diversité de ces dernières, certains mécanismes semblent prédominer quelle que soit l‘espèce étudiée. Alors que l‘infestation par le parasite ne semble pas modulée par la présence du métal ou de la bactérie dans le milieu, la bioaccumulation métallique est fortement influencée par la présence d‘un ou plusieurs agents pathogènes. En plus de perturber l‘accumulation du polluant, la présence d‘organismes pathogènes interfère dans les mécanismes de détoxication cellulaire avec notamment une perturbation de la synthèse des métallothionéines (MT). Des travaux menés plus particulièrement sur la réponse des MT chez la coque exposée à un métal, à travers l‘expression de l‘isoforme Cemt1 et la synthèse de la protéine, confirment la complémentarité des observations (génétique et protéique) ainsi que la nécessité d‘observer les réponses des organismes à différentes échelles afin d‘avoir une vision globale des processus interactifs existants entre polluants et pathogènes. Des interactions fortes sont révélées au niveau génétique, protéique et immunitaire: « cadmium x trématode » chez la coque et « bactérie x trématode » chez la palourde. Enfin ces expériences, en parallèle du suivi in situ, mettent en évidence le rôle majeur de l‘histoire de vie dans la sensibilité des organismes aux interactions polluants-pathogènes.In coastal ecosystems, man-mediated activity and natural context induce a ?multistress? situation in aquatic organisms. Amongst potential perturbation sources, three of them were studied: metal contamination, bacterial infection and parasite infestation. An integrated approach of their interactions on genetic, protein, cellular and population dynamics responses in the cockle (Cerastoderma edule) and the Manila clam (Ruditapes philippinarum) was undertaken through field and laboratory studies. A two-years monitoring was conducted in four bivalve populations from different environments to estimate the fitness of populations (parameters of population dynamics), in relation with the baseline levels of stressors (metals, parasites) and with the adaptive responses implemented by bivalves in terms of detoxification and immunity. This approach allowed describing different scenarii concerning the relationship between bivalve populations and their environment. In laboratory, co-infection experiments (trematode parasite Himasthla elongata, bacteria Vibrio tapetis) were conducted on these populations in controlled condition with or without metal contamination (cadmium). They showed that the response of bivalves to stress is species-dependent. Combinations were not intuitively deduced from the "mono - stress" responses underscoring the concept of interactions. Despite the complexity and diversity of these interactions, some mechanisms predominated regardless of the studied species. While parasite infestation was not modulated by the presence of metal or bacteria in the environment, metal bioaccumulation in turn was strongly influenced by the presence of one or several pathogens. Beyond disrupting the accumulation of pollutants, the presence of pathogens interfered with the cellular detoxification mechanisms including impairment of the metallothionein (MT) synthesis. A focus on the response of MT in cockles exposed to a metal through the expression of isoform Cemt1 and protein synthesis confirmed the complementary of these observations (gene and protein). They also highlighted the need to analyze responses at different scales to obtain an overview of existing interactive process between pollutants and pathogens. Strong interactions were found: ?Cd x parasite? in the cockle and" bacteria x parasite "in the clam, at the genetic, protein and immune levels. Finally, these experiments highlighted the important role of life history on the sensitivity of organisms to pollutant-pathogen interactions

Sensibilité et adaptation de populations de bivalves marins soumis à des stress multiples : infestation parasitaire, contamination microbienne et pollution métallique

Dans les écosystèmes littoraux, l‘activité anthropique, mais aussi le contexte naturel induisent chez les organismes aquatiques des situations de « multistress ». Parmi les sources potentielles de perturbation, trois d‘entre elles ont été étudiées : contamination métallique, infection bactérienne et infestation parasitaire. Une approche intégrée de leurs interactions sur la réponse génétique, protéique, cellulaire et populationnelle chez la coque Cerastoderma edule et la palourde japonaise Ruditapes philippinarum a été entreprise sur le terrain et en laboratoire. In situ, un suivi de deux ans a été mené sur quatre populations de bivalves issues d‘environnements différents afin d‘estimer la santé des populations (paramètres de dynamique de population), de la mettre en rapport avec les niveaux de base des stress subis (métaux, parasites) et d‘évaluer les réponses adaptatives mises en place par les bivalves en termes de détoxication et de défenses immunitaires. Cette approche a permis de décrire un certain nombre de scenarii concernant les relations entre des populations de bivalves et leur environnement. En laboratoire, des expériences de co-infestation contrôlées (parasite trématode Himasthla elongata, bactérie Vibrio tapetis) en milieu indemne de métaux ou contaminé au cadmium ont été menées sur certaines de ces populations et montrent que la réponse des bivalves à ces agressions multiples dépend des espèces, des combinaisons subies, et ne se déduit pas intuitivement à partir des réponses « mono-stress », soulignant ainsi la notion d‘interactions. Malgré la complexité et la diversité de ces dernières, certains mécanismes semblent prédominer quelle que soit l‘espèce étudiée. Alors que l‘infestation par le parasite ne semble pas modulée par la présence du métal ou de la bactérie dans le milieu, la bioaccumulation métallique est fortement influencée par la présence d‘un ou plusieurs agents pathogènes. En plus de perturber l‘accumulation du polluant, la présence d‘organismes pathogènes interfère dans les mécanismes de détoxication cellulaire avec notamment une perturbation de la synthèse des métallothionéines (MT). Des travaux menés plus particulièrement sur la réponse des MT chez la coque exposée à un métal, à travers l‘expression de l‘isoforme Cemt1 et la synthèse de la protéine, confirment la complémentarité des observations (génétique et protéique) ainsi que la nécessité d‘observer les réponses des organismes à différentes échelles afin d‘avoir une vision globale des processus interactifs existants entre polluants et pathogènes. Des interactions fortes sont révélées au niveau génétique, protéique et immunitaire: « cadmium x trématode » chez la coque et « bactérie x trématode » chez la palourde. Enfin ces expériences, en parallèle du suivi in situ, mettent en évidence le rôle majeur de l‘histoire de vie dans la sensibilité des organismes aux interactions polluants-pathogènes.In coastal ecosystems, man-mediated activity and natural context induce a ?multistress? situation in aquatic organisms. Amongst potential perturbation sources, three of them were studied: metal contamination, bacterial infection and parasite infestation. An integrated approach of their interactions on genetic, protein, cellular and population dynamics responses in the cockle (Cerastoderma edule) and the Manila clam (Ruditapes philippinarum) was undertaken through field and laboratory studies. A two-years monitoring was conducted in four bivalve populations from different environments to estimate the fitness of populations (parameters of population dynamics), in relation with the baseline levels of stressors (metals, parasites) and with the adaptive responses implemented by bivalves in terms of detoxification and immunity. This approach allowed describing different scenarii concerning the relationship between bivalve populations and their environment. In laboratory, co-infection experiments (trematode parasite Himasthla elongata, bacteria Vibrio tapetis) were conducted on these populations in controlled condition with or without metal contamination (cadmium). They showed that the response of bivalves to stress is species-dependent. Combinations were not intuitively deduced from the "mono - stress" responses underscoring the concept of interactions. Despite the complexity and diversity of these interactions, some mechanisms predominated regardless of the studied species. While parasite infestation was not modulated by the presence of metal or bacteria in the environment, metal bioaccumulation in turn was strongly influenced by the presence of one or several pathogens. Beyond disrupting the accumulation of pollutants, the presence of pathogens interfered with the cellular detoxification mechanisms including impairment of the metallothionein (MT) synthesis. A focus on the response of MT in cockles exposed to a metal through the expression of isoform Cemt1 and protein synthesis confirmed the complementary of these observations (gene and protein). They also highlighted the need to analyze responses at different scales to obtain an overview of existing interactive process between pollutants and pathogens. Strong interactions were found: ?Cd x parasite? in the cockle and" bacteria x parasite "in the clam, at the genetic, protein and immune levels. Finally, these experiments highlighted the important role of life history on the sensitivity of organisms to pollutant-pathogen interactions

Commentary: Plastic waste associated with disease on coral reefs

International audienceThis commentary addresses the important issue of the influence of plastic waste on marine disease risk recently raised by Lamb et al. (2018) in their article “Plastic waste associated with disease on coral reefs” and poses new questions beyond this comprehensive study

Detection of ostreid herpesvirus 1 microvariant DNA in aquatic invertebrate species, sediment and other samples collected from the Georges River estuary, New South Wales, Australia

Ostreid herpesvirus 1 microvariants (OsHV-1) present a serious threat to the Australian Crassostrea gigas industry. Of great concern is the propensity for mortality due to the virus recurring each season in farmed oysters. However, the source of the virus in recurrent outbreaks remains unclear. Reference strain ostreid herpesvirus 1 (OsHV-1 ref) and other related variants have been detected in several aquatic invertebrate species other than C. gigas in Europe, Asia and the USA. The aim of this study was to confirm the presence or absence of OsHV-1 in a range of opportunistically sampled aquatic invertebrate species inhabiting specific locations within the Georges River estuary in New South Wales, Australia. OsHV-1 DNA was detected in samples of wild C. gigas, Saccostrea glomerata, Anadara trapezia, mussels (Mytilus spp., Trichomya hirsuta), whelks (Batillaria australis or Pyrazus ebeninus) and barnacles Balanus spp. collected from several sites between October 2012 and April 2013. Viral loads in non-ostreid species were consistently low, as was the prevalence of OsHV-1 DNA detection. Viral concentrations were highest in wild C. gigas and S. glomerata; the prevalence of detectable OsHV-1 DNA in these oysters reached approximately 68 and 43%, respectively, at least once during the study. These species may be important to the transmission and/or persistence of OsHV-1 in endemically infected Australian estuaries

Detection of ostreid herpesvirus 1 microvariant DNA in aquatic invertebrate species, sediment and other samples collected from the Georges River estuary, New South Wales, Australia

International audienceOstreid herpesvirus 1 microvariants (OsHV-1) present a serious threat to the Australian Crassostrea gigas industry. Of great concern is the propensity for mortality due to the virus recurring each season in farmed oysters. However, the source of the virus in recurrent outbreaks remains unclear. Reference strain ostreid herpesvirus 1 (OsHV-1 ref) and other related variants have been detected in several aquatic invertebrate species other than C. gigas in Europe, Asia and the USA. The aim of this study was to confirm the presence or absence of OsHV-1 in a range of opportunistically sampled aquatic invertebrate species inhabiting specific locations within the Georges River estuary in New South Wales, Australia. OsHV-1 DNA was detected in samples of wild C. gigas, Saccostrea glomerata, Anadara trapezia, mussels (Mytilus spp., Trichomya hirsuta), whelks (Batillaria australis or Pyrazus ebeninus) and barnacles Balanus spp. collected from several sites between October 2012 and April 2013. Viral loads in non-ostreid species were consistently low, as was the prevalence of OsHV-1 DNA detection. Viral concentrations were highest in wild C. gigas and S. glomerata; the prevalence of detectable OsHV-1 DNA in these oysters reached approximately 68 and 43%, respectively, at least once during the study. These species may be important to the transmission and/or persistence of OsHV-1 in endemically infected Australian estuaries

Protected Shores Contaminated with Plastic: From Knowledge to Action

Baztan, Juan... et. al.-- 11 pages, 3 figuresPeer Reviewe

Zooplankton exposure to microplastics at global scale: Influence of vertical distribution and seasonality

Microplastics (MPs) are ubiquitous contaminants in the ocean. Zooplankton is thus widely exposed to MP ingestion. Here, we use a global coupled physical–biogeochemical model enriched with a 3D representation of MPs to assess the global zooplankton exposure to MPs. As expected, our results indicate that water MP concentration is the highest in the surface layers of subtropical gyres and coastal areas close to major MP sources, which is mostly due to floating MPs, while neutral MPs contaminate the mesopelagic zone. Additionally, we showed that floating MPs may be also transported to the mesopelagic waters during the seasonal deepening of the mixed layer depth. We then estimate zooplankton exposure to MPs based on water MP concentrations, plankton biomass, and zooplankton grazing rate. Two main drivers lead to high zooplankton exposure to MPs: 1) high water MP contamination and 2) intense grazing activity. Seasonally, re-stratification of surface waters may lead to MP vertical concentration coinciding with planktonic blooms, thus increasing contamination risk