Cycle conférences 2015

Cycle de conférences 2015

Génétique et environnement: quels enjeux?

Mardi 3 novembre 2015 – 18h30
Sélection végétale et variétés performantes: du néolithique à aujourd’hui, enjeux pour notre alimentation


Jeudi 12 novembre
2015 – 18h30
Les gènes à l’épreuve de l’environnement :
le rôle de l’épigénétique dans les maladies mentales


Mardi 17 novembre 2015 – 18h30
Entre évolution et révolution : un génome dynamique pour résoudre la fulgurante diversification des plantes


Jeudi 19 novembre 2015 – 18h30
Du terrain au laboratoire et retour:
les analyses ADN au secours de la biodiversité


Mardi 3 novembre 2015 – 18h30
Sélection végétale et variétés performantes: du néolithique à aujourd’hui, enjeux pour notre alimentation

Dr. Arnold Schori, Agroscope Changins

Auditoire XIX de zoologie, Palais de Rumine
(5ème niveau), Place de la Riponne 6, Lausanne

Résumé de la conférence

Une plante domestique est bien plus qu’une simple plante mise en culture. Cette dernière est fortement modelée génétiquement par l’intelligence humaine pour répondre à ses besoins. La différentiation entre plante domestique et plante sauvage se base sur quelques mutations spontanées relativement simples (perte de la capacité de dissémination des graines, perte de la dormance des semences, perte des toxines et épines, augmentation de la taille de l’organe consommé).Le fait de ne retenir que les quelques individus adaptés a impliqué une forte consanguinité dans les phases initiales de la domestication et un contrôle progressif de la reproduction de la plante.

L’homme et la plante deviennent fortement interdépendants et la plante contribuera à la différentiation des principales cultures humaines, notamment par le choix retenu pour l’apport protéine/hydrates de carbone (paires graminées/légumineuses). Pois, lentille et blé en Europe, soja et riz en Asie, haricot et maïs en Amérique Centrale.

Le premier foyer de domestication des céréales fut le Moyen-Orient (Croissant fertile), le blé ayant été « créé » à partir d’un croisement spontané entre plusieurs graminées il y a environ 10-11.000 ans, puis le riz (-10.000 ans) en Asie et maïs (-9000 ans) en Amérique centrale.

La mise en culture a, au fil des siècles (des mutations) et de la migration des semences avec l’homme dans de nouveaux milieux, recrée une large diversité génétique des variétés, impliquant une adaptation parfois remarquable du végétal aux climats et besoins locaux (pression des maladies, précocité, tolérance aux stress). Leur hétérogénéité génétique était sans doute un facteur de stabilité du rendement mais aussi un frein à la performance (blés locaux des montagnes suisses, soja d’Hokkaido).

L’amélioration des plantes n’est qu’une prolongation de ces phases de domestication et de mise en culture. Elle n’a débuté qu’à la fin du 19ème siècle, permise par les avancées de la connaissance du système reproducteur des espèces et des lois de transmission des caractères. Si elle utilise une méthodologie plus stricte et plus efficace, elle n’en diffère par radicalement.

Un programme de sélection végétale moderne débute par la création d’une nouvelle diversité exploitable (croisements, mutations, introgression, transgénèse), suivie d’une phase de choix (et donc à nouveau de consanguinité), de stabilisation et d’homogénéisation du matériel génétique retenu.

Ces phases, appliquées aux espèces agricoles multipliées par graines, ne retiennent qu’une très faible proportion d’individus et dépend du système reproducteur de l’espèce (allogame ou autogame) et vise à optimiser le progrès génétique au sein de la structure variétale retenue et permettre une reproduction conforme au fil du temps de la variété. Quelques exemples de structures variétales courantes, comme la variété lignée, l’hybride F1 ou la variété population seront présentés.

Les enjeux de préservation et de l’utilisation de la diversité sont énormes. La sélection prépare notre alimentation de demain. Les menaces sont nombreuses (limites biologiques, érosion génétique, concentration excessive de cette activité, privatisation de la diversité et brevets).
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Jeudi 12 novembre 2015 – 18h30
Les gènes à l’épreuve de l’environnement :
le rôle de l’épigénétique dans les maladies mentales

Dr. Jean-René Cardinaux, CHUV

Auditoire XIX de zoologie, Palais de Rumine
(5ème niveau), Place de la Riponne 6, Lausanne

Résumé de la conférence

Les troubles mentaux constituent un problème majeur de société et de santé publique. On estime en effet que près d’une personne sur cinq souffrira d’une maladie mentale au cours de sa vie. Les troubles mentaux représentent près de 20% de la charge de morbidité pour notre société, se situant ainsi au 2ème rang, après les maladies cardiovasculaires, mais avant les cancers. Les préjugés entourant les maladies psychiatriques font que la majorité des personnes souffrant de troubles mentaux ne consultent pas. Pourtant personne n’est à l’abri de la maladie mentale, qui ne vise pas les gens en fonction de leurs qualités ou leurs défauts, mais touche sans discrimination des individus de toute provenance et condition sociale.

Mais que connaît-on des causes des maladies mentales ? Les recherches dans ce domaine indiquent que les troubles mentaux résultent d’une interaction complexe de facteurs génétiques, biologiques, des traits de personnalité et de l’environnement social. Nombre de maladies mentales comme la schizophrénie, l’autisme ou les troubles bipolaires trouvent une partie importante de leur origine dans les gènes, mais pas seulement. En effet, le contexte culturel, social et psychologique dans lequel grandit un individu exerce aussi une influence. Les maladies psychiatriques résulteraient donc plutôt d’une interaction complexe de l’environnement avec certains gènes de vulnérabilité. Et l’on commence à comprendre comment les expériences de la vie et l’environnement peuvent changer l’esprit d’un individu en modifiant l’expression des gènes qui contrôlent le fonctionnement du cerveau. L’étude des interactions entre des facteurs génétiques et environnementaux et le rôle que celles-ci peuvent jouer dans l’origine et l’évolution des maladies psychiatriques est en effet un domaine de recherches de plus en plus prometteur.

C’est à ce niveau qu’interviennent les mécanismes épigénétiques (épi signifiant au-dessus ou au-delà des gènes). Un traumatisme, un contexte psychosocial délétère, une carence affective n’altèrent pas la séquence des gènes, mais ils peuvent conduire à des modifications épigénétiques de l’ADN ou de la chromatine qui influencent spécifiquement l’expression de certains gènes dans certaines régions du cerveau. Les mécanismes épigénétiques jettent ainsi des ponts entre le génome et l’environnement. Par le biais de divers exemples issus de l’étude de modèles animaux et de recherches cliniques, cette conférence traitera du rôle de l’épigénétique dans l’émergence de maladies psychiatriques comme l’addiction et les troubles de l’humeur et de l’anxiété.
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Mardi 17 novembre 2015 – 18h30
Entre évolution et révolution : un génome dynamique pour résoudre la fulgurante diversification des plantes

Dr. Christian Parisod, Université de Neuchâtel

Maison du Paysan, salle des Moissons (3ème étage),
Av. des Jordils 3, Lausanne (arrêt m2 Jordils)

Résumé de la conférence

Les plantes à fleur présentent une énorme diversité de formes et d’espèces qui ont évolué extrêmement rapidement. Les progrès de la génétique commencent à percer ce mystère. Il est maintenant clair que, contrairement au patrimoine génétique des mammifères, celui des plantes est particulièrement instable. Chez la plupart des animaux, certaines « anomalies » comme la duplication des gènes ou l’action de gènes sauteurs causent de graves troubles et sont rapidement éliminées par la sélection naturelle. Chez les plantes, ces mutations de grande ampleur sont fréquentes et génèrent un génome extrêmement dynamique qui provoque d’étonnantes variations génétiques entre espèces proches, voire au sein d’une espèce.

J’expose ici de récentes recherches montrant comment cette capacité à muter peut expliquer l’origine de nouvelles espèces et l’extraordinaire diversification des plantes. L’étude d’une plante de moutarde du genre Biscutella, partie à l’assaut des Alpes en doublant tous ses gènes, illustrera d’abord comment une multitude de mutations peut aboutir à un certain succès évolutif et produire de la biodiversité. Suite à une telle révolution génétique, l’action conjuguée de facteurs internes et externes favorise en effet certains gènes au détriment d’autres pour garantir le bon fonctionnement de l’organisme et son succès écologique. Si une telle réorganisation du génome façonne les réseaux de gènes et les traits des organismes pour leur permettre de subsister face aux vicissitudes de l’environnement, elle façonne à son tour l’évolution de nouvelles espèces. L’étude de populations alpines illustrera comment la sélection naturelle trie la variation génétique mise à disposition par la dynamique du génome et contribue à l’origine de nouvelles espèces poussant dans différents habitats. Enfin, la description d’expériences menées sur le blé sauvage montrera comment l’instabilité du génome elle-même peut empêcher rapidement les espèces proches de se croiser et ainsi soutenir leur stabilité à long terme.

La dynamique du génome apparaît donc comme un moteur essentiel de la diversification évolutive. L’étude des plantes nous oblige à intégrer les mécanismes générateurs de variation aux processus évolutifs et nous permet de mieux comprendre les tensions essentielles entre évolution et révolution génétiques au cœur de la biodiversité.
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Jeudi 19 novembre 2015 – 18h30
Du terrain au laboratoire et retour:
les analyses ADN au secours de la biodiversité

Dr. Luca Fumagalli, Université de Lausanne

Maison du Paysan, salle des Moissons (3ème étage),
Av. des Jordils 3, Lausanne (arrêt m2 Jordils)

Résumé de la conférence

La génétique de la conservation est une discipline qui étudie les facteurs génétiques qui influencent les risques d’extinction des espèces menacées. Son but est de préserver les espèces en tant qu’entités dynamiques capables d’évoluer face à des changements environnementaux. En particulier, elle s’intéresse à des processus tels que la perte de diversité génétique et la consanguinité, qui sont des conséquences typiques de la réduction de la taille des populations que l’on observe chez les espèces menacées. Notre laboratoire à l’Université de Lausanne s’est spécialisé depuis de nombreuses années dans les analyses génétiques non-invasives. Celles-ci se caractérisent par le fait que la source d’ADN nécessaire pour les analyses est déposée sur le terrain par l’animal et collectée sans que celui-ci ne soit capturé ni même observé. Cette approche permet de résoudre des problèmes d’ordre logistique, éthique et légaux, mais est techniquement plus difficile à mettre en oeuvre que les analyses génétiques conventionnelles (très faible quantité et qualité de l’ADN). Dans ce contexte, la récolte d’échantillons sur le terrain est une étape fondamentale, car la qualité de ces derniers va influencer la suite des analyses au laboratoire. Une fois les analyses génétiques terminées et l’interprétation des résultats effectuée, il est indispensable que l’information découlant des analyses génétiques soit transférée du laboratoire universitaire aux gestionnaires de l’environnement, qui se chargeront d’appliquer sur le terrain des mesures de gestion et conservation appropriées.

Lors de cette conférence, nous allons illustrer différents aspects de l’application des analyses ADN dans le domaine de la conservation de la biodiversité, avec des exemples issus de notre laboratoire allant de la gestion sur le terrain d’une espèce de prédateur (le loup) à la conservation de l’intégrité génétique des poissons suite au ré-empoissonnement (truite et omble), et du problème des espèces invasives (triton) à la définition des unités de gestion au sein des espèces (vipères, hippopotame).
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