19 novembre 2025

Temps de lecture : 5 minutes

Tout ne tourne pas autour de l’ADN : l’ARN pourrait transformer la surveillance environnementale en temps réel

Parce qu’il reste présent longtemps dans l’environnement, l’ADN a le défaut de persister bien après que l’organisme qui l’a laissé soit parti. L’ARN, qui disparaît rapidement, évite ce problème et offre aux écologistes un portrait plus précis et immédiat de la vie dans les lacs, les rivières et ailleurs.

Par Warren Cornwall

L’ADN est la vedette du monde de la détection haute technologie, qu’il s’agisse de résoudre des crimes ou de repérer la présence d’animaux à proximité. Mais qu’en est-il de son parent moins célèbre, l’ARN?

Il s’avère que ce type de matériel génétique peut également constituer un outil puissant pour surveiller la biodiversité, et est capable de faire certaines choses que l’ADN n’est pas en mesure de faire. Sa force pourrait bien résider dans ce qui était autrefois considéré comme une faiblesse : il se dégrade beaucoup plus rapidement que l’ADN.

« Cette fragilité se révèle être un avantage », écrivent Wendy Morgado Gamero, de l’Université McGill (Canada), et Orianne Tournayre, de l’Université de Montpellier (France), dans une récente chronique publiée sur The Conversation. « Elle nous donne un portrait immédiat de ce qui est vivant et actif au moment donné, offrant une nouvelle façon puissante de suivre les organismes vivants en temps réel. »

Ces dernières années, la communauté scientifique s’est de plus en plus intéressée au potentiel de la surveillance environnementale grâce à de minuscules fragments d’ADN que les organismes laissent dans l’air, l’eau et le sol. L’ADN environnemental ou l’ADNe a notamment été utilisé pour suivre l’intensité des éclosions de la COVID-19 en analysant la présence du virus SARS-CoV-2 dans les eaux usées, mais aussi pour estimer la taille des populations de poissons dans l’océan, ou encore pour déterminer les espèces vivant à proximité de capteurs de pollution atmosphérique. Une expérience récente a même montré que des tests d’ADNe effectués dans l’air d’un parc pouvaient révéler des informations détaillées sur les personnes ayant circulé dans les environs, ainsi que sur d’innombrables autres organismes.

Un problème persiste toutefois : puisque l’ADNe peut demeurer détectable pendant plusieurs semaines, il ne permet pas d’établir à quel moment un organisme était réellement présent. L’ADN provient-il d’un poisson envahissant ayant nagé dans la zone hier ? D’un navire ayant rejeté ses eaux de ballast il y a deux semaines ? Ou encore d’un lac situé plusieurs kilomètres en amont ? Difficile à dire.

L’ARN, qui sert à traduire le code génétique de l’ADN pour fabriquer des protéines dans les cellules, pourrait devenir utile, si l’on arrive à le détecter efficacement. Tournayre et Morgado Gamero faisaient partie d’une équipe qui voulait déterminer s’il était possible d’utiliser l’ARN à courte durée de vie pour suivre une espèce dans la nature, et comment cette méthode se comparait à l’utilisation de l’ADN.

Pour créer un scénario réaliste, l’équipe a prélevé de l’eau du lac Hertel, au Québec, et l’a acheminée dans une série de grands réservoirs de 1 000 litres. Ces bassins contenaient de l’eau de laboratoire où les scientifiques avaient élevé une espèce de puce d’eau appelée Daphnia pulex.

Cette puce d’eau n’est pas naturellement présente dans le lac, ce qui signifie que tout ADN ou ARN de Daphnia détecté dans les réservoirs expérimentaux provenait donc de l’eau du laboratoire. Dans certains bassins, cette eau était fortement diluée, jusqu’à un ratio de 1 pour 10 000.

L’équipe scientifique a ensuite prélevé de l’eau de chaque réservoir à plusieurs reprises sur une période de 24 jours afin d’observer ce qui pouvait être détecté. Les résultats se sont révélés prometteurs pour l’utilisation potentielle de l’ARN comme outil de suivi.

Dans les premières heures, l’ARN de la puce d’eau a pu être détecté, et ce, même dans les bassins les plus dilués. Il disparaissait toutefois beaucoup plus rapidement que l’ADN : selon les estimations, il tombait sous le seuil de détection en 6 à 12 heures. En comparaison, l’ADN pouvait encore être détecté entre deux jours et plus d’un mois après le début de l’expérience, rapportent les auteures dans la revue Molecular Ecology Resources.

Les résultats démontrent que « l’ARN messager (ARNm), le plus fragile des ARN, peut offrir un meilleur portrait de la vie active dans les systèmes aquatiques », écrivent les deux scientifiques. « Cela fournit aux équipes de recherche et aux responsables environnementaux un moyen plus rapide de détecter les changements et d’agir pour protéger les écosystèmes d’eau douce. »

L’ARN pourrait même permettre de connaître l’état de santé d’une espèce, en plus de sa présence dans un endroit donné. En effet, l’ARN peut indiquer si une portion du génome d’un organisme a été « activée » en réponse à un stimulus. Dans une autre étude impliquant la même chercheuse principale, Melania Cristescu (Université McGill), certains fragments d’ARN environnemental (eARN) associés au stress thermique ont permis de déterminer si des puces d’eau avaient été exposées à une eau suffisamment chaude pour leur provoquer une tension physiologique.

Bien que ces travaux n’aient pas dépassé le stade expérimental, dans un monde où les espèces se déplacent rapidement et où les eaux chaudes posent des problèmes à toutes sortes d’espèces, des saumons aux coraux, un tel outil pourrait s’avérer extrêmement utile.

Source : Morgado Gamero et coll., « Comparative Decay Dynamics and Detectability of eDNA and eRNA in Connected and Isolated Freshwater Mesocosms Using Digital PCR », Molecular Ecology Resources, 13 août 2025.

Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/09/its-not-all-about-dna-rna-could-transform-real-time-environmental-surveillance/