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Entretien avec un chercheur de l'Université des sciences et technologies marines de Tokyo « Ouvrir l'avenir depuis l'océan »

Natsuko Moriya, étudiante en 3e année de doctorat en sciences de la vie appliquées, a mis au point une technologie de sélection à grande vitesse pour accélérer l'amélioration des variétés de poissons.

Q : Quel est votre sujet de recherche actuel ?

Nous développons une technologie qui applique des techniques de substitution aux poissons pour accélérer la reproduction. Plus précisément, nous travaillons sur des recherches visant à amener les truites arc-en-ciel précoces, qui atteignent la maturité en seulement six mois, à produire du sperme à partir de saumons royaux, qui mettent normalement de quatre à six ans à atteindre la maturité.
Le contexte est que la demande en produits de la mer augmente actuellement dans le monde entier et que si cette tendance se poursuit, les ressources naturelles diminueront en raison de la surpêche. En conséquence, l’aquaculture à grande échelle attire l’attention comme moyen de garantir un approvisionnement stable en fruits de mer.
L'aquaculture entièrement exploitée ne repose pas sur des semis naturels, mais implique un contrôle complet du cycle des alevins éclos artificiellement, leur élevage jusqu'à l'âge adulte, la récolte des œufs de ces poissons parents, puis la production manuelle de la prochaine génération de poissons. Cependant, l’aquaculture à grande échelle présente des problèmes, notamment le fait que de nombreuses espèces de poissons sont difficiles à élever et que les coûts de leur alimentation et de leur élevage sont élevés. Pour résoudre ce problème, on s’intéresse à l’élevage de poissons résistants aux maladies, à croissance rapide et au bon goût.
En quoi consiste exactement la sélection ? Il s'agit d'une technique qui crée une population possédant les caractéristiques souhaitées en répétant le processus de sélection et de croisement de poissons présentant des avantages tels qu'un goût délicieux ou une croissance rapide sur plusieurs générations. Cependant, de nombreuses espèces de poissons d’élevage mettent deux à cinq ans pour atteindre la maturité, ce qui entrave l’accélération des améliorations en matière de reproduction. Il existe des méthodes pour raccourcir ce temps de génération, comme le contrôle des conditions de température et de lumière ou l'administration d'hormones, qui peuvent produire des individus qui mûrissent plus tôt, mais il n'est toujours pas possible d'avancer significativement le moment de la maturité.
Le laboratoire auquel j’appartiens a donc développé une nouvelle technique appelée technique du poisson parent de substitution, qui peut raccourcir le temps de génération. La technique du parent de substitution consiste à transplanter des cellules souches reproductrices, qui sont la source des ovules et des spermatozoïdes d'une espèce donneuse, dans une espèce étroitement apparentée, pour créer la prochaine génération de progéniture issue du donneur à partir d'un parent de substitution. En appliquant cette technologie, il est possible de produire du sperme et des ovules à partir de poissons qui mettent beaucoup de temps à mûrir dans des poissons qui mûrissent dans un laps de temps plus court, ce qui permet de raccourcir les temps de génération en reproduction. Il faut cependant encore un an ou deux pour atteindre la maturité. Le thème de cette recherche est de créer des poissons ultra-précoces qui arrivent à maturité en seulement six mois et de les utiliser comme hôtes dédiés pour la technique des poissons parents de substitution afin de développer une nouvelle méthode de reproduction rapide pour favoriser la reproduction. Des données ont déjà été collectées et ils ont réussi à récolter du sperme de saumon royal, qui met quatre à six ans à arriver à maturité, en seulement six mois. Si cette technologie est appliquée à la sélection, on s’attend à ce que le temps nécessaire à la création de nouvelles variétés cultivées puisse être réduit de près de 1 ans à seulement quelques années, accélérant ainsi considérablement le développement de nouvelles variétés cultivées.
Q : Qu’est-ce qui vous a motivé à commencer vos recherches ?

J'ai apprécié les cours et les stages pratiques au laboratoire du professeur Goro Yoshizaki, qui a mis au point la technique des poissons-parents de substitution. Attiré par la créativité qu'offre l'utilisation des fonctions physiologiques de divers poissons et leur combinaison pour créer de nouvelles technologies, j'ai décidé de rejoindre le laboratoire. Alors, quand le professeur Yoshizaki m’a donné ce sujet, c’est ce qui m’a poussé à commencer mes recherches.
Qu’est-ce qui m’a poussé à commencer cette recherche ?
Q : Qu’est-ce qui est intéressant dans vos recherches ?

À mesure que vous essayez et échouez en utilisant la sagesse et l’ingéniosité pour résoudre des problèmes aux résultats inconnus, vous vous rapprocherez de plus en plus de votre objectif. Le processus d’essais et d’erreurs est très intéressant. Cela fait six ans que j'ai rejoint le laboratoire Yoshizaki, mais lorsque j'ai rejoint le laboratoire, je n'avais jamais participé à des expériences ou à des recherches auparavant et j'ai commencé à partir de zéro, donc je n'avais aucune idée de ce que je devais faire. Nous avons commencé nos recherches en créant des truites arc-en-ciel génétiquement modifiées, mais naturellement, les choses ne se sont pas bien passées au début et nous n'avons vu aucun bon résultat pendant environ six mois. Même si je me demandais si je n’étais pas vraiment fait pour la recherche, j’ai quand même continué à mener des expériences et j’ai finalement fait une percée et j’ai pu produire le poisson expérimental qui allait devenir le cœur de l’expérience. À partir de là, la recherche a repris son cours et se poursuit encore aujourd’hui.
Q : Quels sont certains des défis de la recherche ?

Mes recherches seraient complètement impossibles sans poissons, j'ai donc dû réfléchir à la manière d'élever les poissons expérimentaux afin qu'ils ne meurent pas. Si le poisson meurt, l’expérience s’arrêtera et nous devrons recommencer depuis le début. Si cela se produit, les poissons ne pourront pas obtenir leur diplôme car il leur faudra environ deux ans pour grandir. Les expériences se poursuivront pendant que les poissons seront élevés et maintenus en bonne santé. C'était vraiment difficile d'équilibrer l'élevage de poissons et la recherche jusqu'à ce que je m'y habitue.
Qu’est-ce qui m’a poussé à commencer cette recherche ?
Q : Quel type d’impact social pouvez-vous attendre de vos recherches ?

Il faut environ cinq générations de reproduction. Ainsi, alors qu'avec un temps de génération conventionnel de cinq ans, ce qui prendrait plus de 5 ans (5 x 5), en utilisant des poissons que j'ai améliorés pour qu'ils arrivent à maturité en six mois, cela peut être raccourci à environ trois ans (5 mois x 25). De plus, il est possible de réduire considérablement les coûts d’élevage des poissons, tels que la nourriture, les coûts de l’aquarium et les factures d’électricité. Je crois qu’il s’agit d’une technologie véritablement révolutionnaire qui fera progresser la sélection végétale.
Q : À quels ODD vos recherches peuvent-elles contribuer ?

« Objectif 14 : Protéger et préserver la vie des océans. » Il est possible de produire des poissons avec de meilleures caractéristiques plus rapidement qu’à partir de sources naturelles. Je crois que nous pouvons contribuer à la conservation des ressources marines et à leur utilisation de manière durable.
Q : Y a-t-il des personnes ou des événements qui vous ont influencé lorsque vous avez décidé de vous inscrire à l'Université des sciences et technologies marines de Tokyo ?

Je jouais dans l'océan depuis mon enfance et j'avais un léger intérêt pour la vie marine. Au collège et au lycée, j'ai découvert les caractéristiques et les fonctions physiologiques intéressantes de la vie marine grâce à des cours d'éducation générale et de biologie, et mon intérêt pour la biologie a grandi. Je souhaitais intégrer une université où je pourrais étudier la vie marine d'un point de vue physiologique, et j'ai donc postulé à cette université.
Q : Qu'est-ce qui est bien dans le choix de l'Université des sciences et technologies marines de Tokyo ?

Même si vous souhaitez étudier la vie marine, vous avez également besoin d’autres connaissances. Dans notre université, vous commencez par acquérir des connaissances générales sur l'océan, puis au fil des années, vous vous spécialisez dans votre domaine d'intérêt. Je pense que le meilleur dans tout cela, c’est que vous pouvez apprendre un large éventail de connaissances sur l’océan.
En plus de l'apprentissage en classe, il existe de nombreuses formations pratiques, vous permettant ainsi d'apprendre à travers des expériences réelles en mer. Je pense que c’est l’un des points forts de notre école.
Q : Pourquoi avez-vous décidé de faire des études supérieures ?

Bien sûr, la recherche était intéressante, mais il a commencé par introduire un gène qu'il avait lui-même conçu dans des œufs pour créer des truites arc-en-ciel génétiquement modifiées, et même s'il a finalement vu de bons résultats, il a obtenu son diplôme avant de pouvoir les compiler dans un article. Plutôt que de confier mes recherches à quelqu’un de plus jeune que moi, je voulais écrire mon propre article et le faire publier, j’ai donc décidé de poursuivre un doctorat.
Q : Parlez-nous de vos rêves, de vos objectifs et de la carrière que vous visez à l’avenir.

Je veux rester dans le monde universitaire. Je mène actuellement des recherches sous la direction du professeur Yoshizaki, mais j’aimerais aller dans un laboratoire à l’étranger et faire des recherches postdoctorales. Je n'ai pas d'idées précises sur le type de recherche que je souhaite faire, mais j'aimerais élargir mes horizons et être capable de penser sous plusieurs angles. Pour ce faire, j'aimerais acquérir de l'expérience à l'étranger.
Veuillez envoyer un message à ceux (candidats) qui envisagent de poursuivre dans un programme de maîtrise (doctorat).

Je pense qu’il y a des obstacles et des inquiétudes à l’idée de poursuivre un programme de doctorat, comme les finances, l’âge et les projets de vie, mais il existe désormais des bourses disponibles, donc je pense que ce serait une bonne idée d’en profiter et de continuer jusqu’aux études supérieures. Si vous aimez vos recherches, soyez courageux et poursuivez-les.

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