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Les rotifères belges repartent dans l'espace

04 décembre '20

Des rotifères sains peuvent aisément se reproduire dans l'espace. L'expérience de l'UNamur et du SCK CEN envoyée dans l'espace il y a tout juste un an l’a bien démontré. Samedi prochain, les rotifères belges repartiront pour l'ISS. « Nous allons tester encore davantage leur résistance en endommageant leur ADN avant le départ », expliquent l'UNamur, le SCK CEN et l'ULB. Pour ce faire, les partenaires du projet les ont irradiés sur Terre.

SCKCEN - Raderdiertjes in de ruimte UNamur (2020)

Il y a exactement un an, en décembre 2019, des rotifères hydratés et actifs sont partis pour la Station spatiale internationale (ISS) dans le cadre du projet Rotifers in Space (RISE). Ils ont été en orbite pendant deux semaines, où ils ont été exposés aux effets de l'espace. Après un premier vol réussi, les scientifiques ont étudié la reproduction et l’expression génique[1] des rotifères. La Pr. Dr. Karine Van Doninck (UNamur et ULB), coordinatrice du projet, explique : « Les rotifères sont microscopiques (200 micromètres à 1 millimètre). De plus, ils sont l’une des seules espèces animales sur Terre à survivre à une déshydratation complète et à des doses élevées de rayonnements ionisants. Certaines espèces, comme le rotifère bdelloide Adineta vaga, se reproduisent sans avoir recours au sexe. Les femelles se clonent, pour ainsi dire. »

Les premières recherches de la première expérience ont démontré que l'apesanteur n'affecte pas leur fertilité. Les rotifères ont donné naissance à une progéniture à l’instar de leurs collègues sur Terre. En se clonant, ils copient également les éventuelles erreurs survenues lors de la réparation de l'ADN. « Les analyses qui doivent détecter les éventuelles erreurs d’ADN dans la progéniture sont en cours. Nous analysons les molécules créées pour établir une comparaison et vérifier si le métabolisme fonctionne selon le même processus dans l’espace que sur Terre », ajoute Karine Van Doninck.


[1] L’expression génique envoie un signal aux cellules qui pousse à produire des protéines quand celles-ci sont nécessaires, par exemple pour réparer l’ADN endommagé.

SCKCEN - Raderdiertjes in de ruimte UNamur (2020)

Une deuxième expérience dans l’espace

Tous les résultats de la première expérience ne sont pas encore connus que les rotifères bouclent à nouveau leur ceinture pour un deuxième vol spatial. Le 5 décembre 2020, 1,8 million de rotifères déshydratés s’envoleront du Kennedy Space Center en Floride à bord de la fusée Space X Falcon 9 (CRS 21) vers l’ISS. Avec cette deuxième expérience, les partenaires du projet (l’UNamur, le SCK CEN et plus récemment l'ULB) veulent savoir quel effet l'apesanteur et les rayonnements ont sur le mécanisme de réparation de l’ADN des organismes vivants. Avant le départ, les rotifères ont été déshydratés puis irradiés à l'UNamur.

Le chercheur Boris Hespeels (UNamur) explique : « Après déshydratation et irradiation, le matériel génétique est complètement détérioré et les rotifères sont inactifs. Lorsqu’on les réhydrate, ils se réveillent et réparent leur matériel génétique. Étant donné que les rotifères se clonent, nous pouvons les envoyer vers l’ISS et conserver des copies identiques sur Terre, que nous hydraterons au même moment. Pour ce faire, nous leur administrons de l’eau minérale belge et du jus de laitue. Une fois de retour sur Terre, la comparaison peut commencer : sont-ils capables de restaurer leur ADN dans l'espace aussi rapidement que sur Terre? L’apesanteur et les rayonnements cosmiques influencent-ils le processus de réparation ? Comment se porte leur progéniture ? »

Une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents de ce processus de réparation de l'ADN permet d'augmenter la résistance des astronautes aux rayonnements cosmiques.
Sarah Baatout
SCKCEN - Raderdiertjes in de ruimte UNamur (2020)

Si les rotifères traversent également cette expérience sans fléchir, cela produira de nombreuses informations scientifiques. « Les rotifères peuvent tolérer plus de 200 fois plus de radiations, tandis que leur structure cellulaire ressemble à celle de l’homme. Une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents de ce processus de réparation de l'ADN permet d'augmenter la résistance des astronautes aux rayonnements cosmiques », explique la radiobiologiste Sarah Baatout (SCK CEN). Son collègue Bjorn Baselet (SCK CEN) poursuit : « Ce projet ouvre la porte à une exploration spatiale plus poussée. À côté de ça, nous pourrons utiliser ces connaissances sur Terre. Les découvertes peuvent mener à des mesures qui protègeraient davantage les personnes professionnellement exposées ou les patients atteints de cancer pendant leur traitement contre les effets délétères de cette exposition aux rayonnements. »

Une troisième expérience en vue

La troisième expérience, prévue pour 2025, ira encore plus loin pour tester l’extrême résistance des rotifères. Ainsi, les rotifères seront placés à l'extérieur de la Station spatiale internationale, où ils seront exposés sans protection à de très basses températures, à un environnement sous vide et à de fortes doses de rayonnement ultraviolet et ionisant.

RISE en un coup d’oeil

Comment, dans le cadre des futures missions d’explorations spatiales de longue durée prévue vers la Lune et vers Mars, les astronautes pourront-ils mieux résister aux effets néfastes et prolongés de l’apesanteur et de fortes doses de rayonnements cosmiques? Comment, de manière plus globale, des êtres vivants peuvent mieux s’adapter à des conditions extrêmes ? C’est à ces diverses questions que le projet Rotifers In Space (RISE) mené par l’UNamur et le SCK CEN en collaboration avec l’ULB entend apporter des réponses. Les partenaires de projet passent le rotifère Adineta vaga au microscope. Ce petit animal croît jusque maximum un millimètre de long et présente une radiorésistance plus élevée que l’homme ou tout autre animal sur Terre.  Le projet RISE a pour ambition de lever le voile sur cette radiorésistance accrue.

Ce projet est l’histoire incroyable du retour de Karine Van Doninck à l’UNamur après son postdoc à la Harvard University. Elle a découvert que les rotifères pouvaient servir de modèle d’étude pour analyser l’impact des rayonnements cosmiques sur les êtres vivants. Le modèle d’étude est utilisé dans la collaboration entre des hommes et des femmes issus de plusieurs institutions. Les biologistes Karine Van Doninck (UNamur – ULB) et Boris Hespeels (UNamur), les physiciens Stéphane Lucas et Anne-Catherine Heuskin (UNamur), et les radiobiologistes Sarah Baatout et Bjorn Baselet (SCK CEN) travaillent ensemble afin de mettre en œuvre ce projet de recherche RISE. Cette étude n’aurait pu voir le jour sans la subvention de l’ESA et du Belspo (PRODEX) et de l’expertise en ingénierie de Kayser Italia qui fournit les modules dans lesquels sont intégrés les rotifères pour leur voyage dans l’espace.

Plus d'infosrotifer-in-space.com
Photo 1 et 2 (UNamur): ©Marc Guillaume
Photo 3: ©SCK CEN

Contact

pers [at] sckcen [dot] be 

SCK CEN - UNamur - ULB - rotifer in space - 2020

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