Un joyau merveilleux dans un écrin minuscule

Des mâchoires de baleines aux crânes fossiles de dinosaures les collections du Musée canadien de la nature regorgent de spécimens d’histoire naturelle aussi intéressants les uns que les autres. Dans le registre des petits spécimens figurent des genres de crevettes en bocal, de minuscules coléoptères épinglés en rangées bien droites et même des diamants et des rubis reposant encore dans leur substrat rocheux.

Des objets magnifiques et captivants certes, mais aux charmes peut-être un peu trop manifestes!

Au laboratoire d’ADN du Musée, nous nous intéressons à un monde encore plus petit : des chaînes de molécules microscopiques, simples dans leur structure mais riches en information. Avez-vous déjà vu un livre d’instruction sur la façon de fabriquer un rorqual bleu? Ne cherchez pas, tout se trouve dans une seule cellule de l’animal : le noyau contient une copie complète de son ADN, qui est un guide moléculaire de fabrication d’une baleine! Merveilleux non!

L’étudiant Frankie Janzen examine le contenu d’un petit tube qu’il tient à la hauteur de ses yeux.

Un scientifique fou? Pas vraiment. Francesco « Frankie » Janzen fait partie des étudiants qui utilisent le laboratoire d’ADN du Musée pour étudier les relations qui existent entre diverses espèces.
Image : Roger Bull © Musée canadien de la nature

Au laboratoire d’ADN, nous voyageons tous les jours dans l’univers infiniment petit de la cellule dont nous extrayons les molécules d’ADN logées dans le noyau. Grâce aux outils qu’offre la biochimie, nous décodons des sections de molécules d’ADN afin de répondre à certaines questions sur la nature de la vie.

Les chercheurs du Musée se penchent sur des problèmes fondamentaux touchant le monde naturel. Combien existe-t-il de formes de vie uniques (ou espèces)? Comment ces espèces sont-elles apparentées les unes avec les autres?

Plant de minuartie élégante (à gauche) et graphique de sa séquence d’ADN.

De la plante à son code ADN : à gauche, un plant de minuartie élégante dans l’Arctique et à droite, sa séquence d’ADN générée à partir d’un échantillon de tissu de la plante. Grâce à ces données, les étudiants et les chercheurs élaborent les arbres de parenté de groupes d’espèces. Cela permet de répondre à des questions sur l’évolution de la vie sur la Terre. Image : Roger Bull © Musée canadien de la nature.

L’ADN se révèle un puissant outil pour répondre à ces questions. L’identification de codes ADN inattendus peut conduire à la découverte de nouvelles espèces. L’ADN conserve aussi la trace de l’évolution passée, ce qui nous permet de construire des arbres phylogénétiques. Ces diagrammes illustrent de façon détaillée les liens de parenté qui existent, par exemple, entre les humains et les phacochères ou encore entre les pins et les nénuphars.

Collage de trois photos montrant divers équipements sur des comptoirs du laboratoire d’ADN : des thermocycleurs, des pipettes et des appareils d’électrophorèse sur gel.

Pour décoder les séquences d’ADN, les étudiants et les chercheurs utilisent quotidiennement ces outils du labo d’ADN du Musée canadien de la nature : des thermocycleurs (à gauche), des pipettes (au milieu) et des appareils d’électrophorèse sur gel (à droite). Image : Roger Bull © Musée canadien de la nature.

En première ligne de ces découvertes se trouvent les étudiants. Dans le labo d’ADN, comme dans tous les laboratoires universitaires de la planète, ils sont les manouvriers qui concoctent les données capables de résoudre ces mystères. Retirer les étudiants de cette équation et la découverte scientifique serait paralysée!

Francesco (ou Frankie) Janzen et Shan Leung sont deux des nombreux étudiants qui travaillent au labo d’ADN. [Ils seront tous deux au laboratoire pour répondre aux questions du public à l’occasion de la journée Portes ouvertes qui aura lieu à l’édifice de la recherche et des collections du Musée le 19 octobre prochain.]

Frankie, qui se passionnait jadis pour les dinosaures, s’occupe maintenant d’espèces non éteintes, en particulier des poissons-chats. Il a aussi un faible pour les plantes et tente actuellement d’expliquer comment une espèce de carex d’Asie du Sud-Est, à l’aspect plutôt bizarre, se rattache à la famille des carex. Descend-elle d’un ancien groupe de carex? Frankie est un as de la réaction en chaîne de la polymérase. Non, ce n’est pas la dernière danse en vogue, mais la réaction biochimique la plus importante de ce laboratoire.

Shan, qui revient tout juste d’un séjour dans un laboratoire d’Iqaluit, au Nunavut, s’oriente vers une carrière en médecine. Mais il se détourne momentanément de son chemin en travaillant dans le laboratoire d’ADN, où il étudie deux plantes arctiques étroitement apparentées : la minuartie de Ross (Minuartia rossii) et la minuartie élégante (Minuartia elegans), qu’il est parfois difficile de distinguer. On connaît mal les liens qui les unissent et Shan tente de résoudre cet imbroglio à l’aide de l’ADN.

L’étudiant Shan Leung penché sur les fiches des spécimens de la minuartie de Ross et de la minuartie élégante.

Shan Leung examine de près les spécimens de minuartie de Ros et de minuartie élégante. On connaît mal les liens qui unissent ces deux espèces arctiques. Shan génère les séquences ADN pour tenter de résoudre ce mystère. Image : Roger Bull © Musée canadien de la nature.

Frankie et Shan travaillent à deux des nombreux projets du Musée qui exploitent la force de découverte de la molécule d’ADN, ce joyau au sein d’un minuscule écrin.

Venez rencontrer Frankie et Shan au labo d’ADN à l’occasion de la journée Portes ouvertes de l’édifice de la recherche et des collections du Musée, le samedi 19 octobre. Ils se feront un plaisir de vous expliquer comment ils utilisent l’ADN pour mieux comprendre le monde naturel.

Texte traduit de l’anglais.

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