Les biobanques permettent aux chercheurs de préserver la diversité génétique de la faune sauvage en congelant et en stockant les cellules vivantes.
La faune sauvage mondiale est confrontée à une multitude de menaces causées par le changement climatique, depuis la perte d’habitats appropriés jusqu’à la diminution des réserves alimentaires. En conséquence, les espèces menacées aux États-Unis sont sur le point de disparaître à un rythme alarmant – et si elles disparaissent, des informations génétiques critiques pourraient disparaître avec elles.
Dans le cadre d’une nouvelle initiative annoncée mardi, le US Fish & Wildlife Service travaille avec l’organisation à but non lucratif Revive & Restore et d’autres partenaires pour créer une « bibliothèque génétique » des espèces menacées du pays, avant qu’il ne soit trop tard.
Grâce à un processus appelé biobanque, le personnel de terrain du FWS rassemble des échantillons biologiques tels que du sang, des tissus et des cellules reproductrices d’animaux, qui seront conservés par cryogénie à des températures extrêmement basses (au moins -256 degrés Fahrenheit) et stockés dans une installation de l’USDA au Colorado. Les échantillons seront également séquencés génétiquement et ces informations seront téléchargées dans une base de données accessible au public appelée GenBank, où les chercheurs pourront les étudier et comparer leur génome à celui d’autres membres de leur espèce.
Cette bibliothèque congelée de cellules vivantes pourrait être cruciale pour les efforts de conservation actuels et futurs, en particulier pour aider à introduire la diversité génétique dans les programmes d’élevage en captivité visant à reconstituer les populations d’espèces ou même pour le clonage, affirment les experts.
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« Les défis de conservation du XXIe siècle nécessitent des outils de conservation du 21e siècle », a déclaré Seth Willey, directeur régional adjoint adjoint des services écologiques pour la région du Sud-Ouest du FWS, à Pacte Climat dans un e-mail. « Les biobanques sont l’un de ces outils qui nous permettent de préserver une partie de la biodiversité qui existe aujourd’hui et de garantir qu’elle ne soit pas perdue pour toujours. »
Depuis le lancement du projet en janvier, les partenaires ont déjà collecté et cryoconservé des échantillons de cinq espèces menacées, dont le loup mexicain, la chauve-souris à bonnet de Floride et l’antilope de Sonora. Bien que la phase pilote du programme ne porte que sur 24 mammifères en voie de disparition aux États-Unis, l’objectif final est beaucoup plus ambitieux : constituer une banque biologique pour tous les mammifères en voie de disparition du pays, créant ainsi « un référentiel pour notre héritage américain » de biodiversité, selon Ryan Phelan, le directeur exécutif du programme. directeur de Revive & Restore.
Un sauvetage génétique
Autrefois commun dans les vastes prairies des Grandes Plaines, le putois d’Amérique est aujourd’hui l’une des espèces les plus menacées d’Amérique du Nord, avec seulement environ 300 individus trouvés à l’état sauvage. Pour aider à reconstituer sa population, le FWS a lancé un programme d’élevage en captivité en 1992, qui a introduit dans la nature des milliers de putois d’Amérique élevés en captivité depuis sa création.
Cependant, une bombe à retardement se cache dans le génome de cette espèce. Presque tous les putois d’Amérique descendent de sept individus seulement, ce qui rend leur patrimoine génétique étonnamment similaire et rend des populations entières vulnérables aux facteurs de stress environnementaux tels que les maladies.
Du moins, c’était le cas jusqu’en 2020, lorsque l’histoire a été écrite dans un petit centre de conservation à Fort Collins, au Colorado : des scientifiques ont réussi à cloner un putois d’Amérique, surnommé Elizabeth Ann, en utilisant des tissus provenant d’un échantillon vivant congelé au milieu de l’année. années 1980. Cet échantillon provenait d’un putois d’Amérique qui n’avait pas de progéniture survivante, ce qui signifie que bon nombre de ses gènes sont génétiquement différents de ceux du reste de l’espèce. Le projet a été dirigé par bon nombre des mêmes partenaires du nouveau pipeline de biobanques, notamment le FWS, Revive & Restore et la San Diego Zoo Alliance.
« C’est une chose extraordinaire quand on peut avoir des cellules qui sont restées au congélateur pendant des décennies et les utiliser pour produire des animaux capables de se croiser avec la population et de restaurer la résilience perdue à cause de l’érosion génétique », a déclaré Oliver Ryder, le directeur de la génétique de la conservation à la San Diego Zoo Wildlife Alliance. Avant d’être utilisé pour cloner Elizabeth Ann, l’échantillon a été stocké au zoo gelé du zoo de San Diego, l’une des plus grandes installations de biobanque au monde, qui stocke plus de 10 000 cultures de cellules vivantes et cellules reproductrices de près de 1 000 taxons. Aujourd’hui, avec ce nouveau projet, l’approche des biobanques atteint un niveau national.
Le gouvernement fédéral « a la responsabilité de coordonner les actions au nom des citoyens et la perte de biodiversité est une crise de notre époque », a déclaré Ryder. « De nombreuses espèces menacées sont extrêmement petites et pourraient se retrouver dans la même situation que les putois d’Amérique. Alors pourquoi ne pas anticiper, [and] pourquoi ne pas l’utiliser comme outil de récupération ? »
Un effort d’équipe
Elizabeth Ann, le furet, n’a pas encore été introduite dans la nature ni élevée avec d’autres populations de putois d’Amérique, car les scientifiques évaluent encore les risques potentiels liés à l’introduction de son génome dans le pool génétique existant. Cependant, son existence montre à quel point il est important de biobanquer de manière proactive des échantillons d’espèces menacées, selon Phelan.
« Cela n’aurait pas pu se produire à moins que certains individus aient été si prémonitoires il y a 40 ans et aient mis ces tissus vivants en banque », a-t-elle déclaré. «Ils faisaient des biobanques sans vraiment savoir comment la science allait changer.»
Dans cet esprit, Phelan et l’équipe de Revive & Restore ont soumis une proposition au FWS pour créer le pilote du programme de pipeline de biobanques afin de garantir que les générations futures ont accès à ces types de matériaux vivants. Le projet s’appuie sur un contingent de biologistes de terrain du FWS – qui rassemblent souvent déjà des échantillons biologiques d’espèces menacées dans la nature – pour obtenir de petites biopsies de tissus d’animaux vivants à congeler.
« Bien qu’il n’y ait aucun projet d’utilisation à court terme, les échantillons de cultures cellulaires conservés par cryogénie constituent une police d’assurance contre les pertes futures de biodiversité dans la nature », a déclaré Willey.
Actuellement, le projet de biobanque consiste simplement à collecter et à stocker les tissus vivants et à cataloguer leurs génomes plutôt que de poursuivre activement des stratégies telles que le clonage. Pourtant, les génomes de ces espèces pourraient commencer à aider les chercheurs à évaluer la diversité génétique et à identifier immédiatement les populations à risque dans la nature. Et les échantillons congelés qu’ils stockent pourraient un jour être utilisés pour soutenir une technologie de conservation qui n’existe même pas encore.
