Qu’est-ce que l’ADN environnemental ou ADNe?

Petite définition d’une méthode génétique qui a le vent en poupe

Tout organisme vivant, qu’il soit animal ou végétal, est caractérisé par une séquence ADN qui lui est propre. Cette séquence contient toute l’information génétique des êtres vivants et permet donc de distinguer tant les espèces que les individus. En termes de biodiversité, l’ADN constitue donc une source très riche d’informations et de connaissances, d’où le développement de méthodes telles que l’ADN environnemental ou ADNe.

Non-invasive, cette méthode d’analyse génétique consiste à prélever des échantillons environnementaux, comme de l’eau ou de la terre, et à étudier les traces d’ADN laissées par les espèces animales et végétales qui ont fréquenté ces milieux. Ces traces proviennent par exemple d’urine, de fèces, de salive, etc. et reflètent leur présence actuelle ou passée. Autrement dit, à partir d’un simple échantillon d’eau ou de terre, nous sommes capables de détecter la présence ou le passage d’une espèce dans un environnement donné. 

Une technique, deux niveaux d’analyse : ADNe barcoding et ADNe métabarcoding

Si l’ADN environnemental permet de déceler les traces d’espèces dans un environnement ciblé, il existe deux grands niveaux d’analyse : le barcoding et le métabarcoding. Mais avant de s’intéresser à la différence entre ces deux niveaux, il faut avant tout comprendre le mode de fonctionnement de l’ADN environnemental.

Comment fonctionne l’ADNe ?

Une analyse ADN environnemental est composée de 4 étapes. Tout commence par l’échantillonnage d’eau ou de terre en milieu naturel. Une fois au laboratoire, il faut ensuite récupérer l’ADN et l’amplifier afin d’avoir des quantités suffisantes que pour le séquencer. Le séquençage ADN est une technique consistant à déterminer la séquence ADN d’une espèce, c’était-à-dire le fragment qui lui est spécifique et qui permet de la distinguer des autres. Ces fragments sont ensuite répertoriés dans des bases de données internationales pour qu’il soit plus facile à détecter à l’avenir.

C’est en 2003, que Paul Hebert propose un nouveau principe permettant d’analyser plus rapidement et plus efficacement les échantillons : celui de répertorier les séquences ADN dans une grande base de données sous la forme de code-barres. Ces derniers permettent d’automatiser la détection des espèces d’un échantillon en faisant une simple comparaison de l’ADN prélevé à ceux de la base de données. C’est ce que l’on appelle le barcoding moléculaire.

Ces différentes méthodes ont connu des avancées extraordinaires depuis leur création, avancées qui s’accélèrent encore de nos jours grâce aux technologies actuelles.

Quelle différence entre l’ADNe barcoding et l’ADNe métabarcoding ?

Le barcoding consiste donc à créer un code-barres unique pour chaque espèce, sous forme d’une séquence ADN. Mais quelle est donc la différence entre le simple barcoding et le métabarcoding ? Leur nom est en fait très révélateur :

  • Dans le cas du barcoding simple, il s’agit de rechercher l’ADN d’une espèce très précise. Par exemple, la présence d’une espèce de poisson dans de l’eau provenant d’une rivière.
  • Dans le cas du métabarcoding, il s’agit plutôt d’analyser un groupe taxonomique complet, c’est-à-dire un ensemble d’êtres vivants. Les rangs taxonomiques désignent, en effet, les niveaux de classification du monde vivant. C’est, par exemple, l’étude de la présence de toutes les espèces de poissons vivant dans un lac.

Quelle utilisation pour l’ADN environnemental ?

Cette technique innovante a de nombreuses applications. En voici une liste non exhaustive :

  • L’inventaire des espèces présentes dans des milieux aquatiques ou terrestres 
  • Le suivi d’espèces rares ou protégées
  • La détection d’espèces exotiques envahissantes
  • L’étude d’échantillons de miel pour en caractériser la composition floristique
  • L’analyse de fèces afin de déterminer le régime alimentaire d’animaux 
  • L’identification de pathogènes dans l’environnement (ex. : la détection de traces du virus SARS-CoV-2 dans les eaux usées lors de la crise de la Covid-19)
  • Et bien d’autres encore…

E-BIOM, bureau d’expertise et laboratoire spécialisé dans l’ADN environnemental

Spin-off de l’Université de Namur, nous sommes l’unique prestataire belge, et un des rares en Europe, à proposer cette technique. Au travers d’un large panel de services, nous œuvrons chaque jour à la conservation de la biodiversité et à la protection de l’environnement aux côtés d’Universités, d’associations, d’ONG, de pouvoirs publics, mais aussi d’entreprises, d’architectes et de paysagistes.

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