David Morse (professeur)
David Morse est un professeur titulaire à l’Université de Montréal au sein de la faculté des arts et des sciences au département de sciences biologiques ainsi qu’un chercheur affilié à l’Institut de recherche en biologie végétale [1]. Son expertise de recherche porte sur la biochimie et la biologie moléculaire des dinoflagellés ainsi que sur la chronobiologie[1].
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Université de Montréal (depuis ) |
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Formation
David Morse obtient un doctorat en biochimie à l'Université McGill au Canada en 1984, puis un post-doctorat en biologie cellulaire à l’Université Harvard aux États-Unis en 1989 [1]. Par la suite, il obtient un diplôme en pédagogie universitaire à l'Université de Sherbrooke au Canada en 2004 [1].
Carrière
À l’Université de Montréal, David Morse enseigne dans les programmes de baccalauréat en sciences biologiques, de majeure en sciences biologiques et de mineure en sciences biologiques [1]. Il enseigne plusieurs cours, dont des cours de premier cycle de chronobiologie, de biologie cellulaire et de compléments de biologie cellulaire ainsi que des cours de deuxième cycle de séminaires en biologie végétale et de biochimie et bio moléculaire des plantes [2]. Ces cours rejoignent les disciplines de biochimie, de biologie cellulaire, de biologie moléculaire et de chronobiologie [1].
À l’Institut de recherche en biologie végétale, David Morse décrit sa recherche comme suit : « Notre laboratoire travaille avec le dinoflagellé Gonyaulax polyedra, un protiste unicellulaire marin. Une horloge biologique circadienne chez Gonyaulax lui permet de se spécialiser pour la photosynthèse pendant le jour et la bioluminescence pendant la nuit. Nous cherchons à expliquer les bases moléculaires de ces rythmes circadiens au niveau de la biochimie et de la régulation de l’expression génique. Nous sommes également intéressés à comprendre le contrôle circadien du cycle cellulaire chez cette espèce » [2]. L’appellation de l’espèce Gonyaulax polyedra est maintenant Lingulodinium polyedra.
Publications
Tout au long de sa carrière, David Morse a participé à l’écriture de plusieurs publications scientifiques touchant un large éventail de sujets.
Travaux sur les dinoflagellés
Les débuts des travaux de David Morse sur les cycles circadiens commencent par l’investigation de l’horloge moléculaire de Lingulodinium polyedra avec une série d’articles parue dès 1989 montrant que le rythme circadien de bioluminescence de Lingulodinium dépend du nombre de scintillons et de leur contenu en protéines [3]. Morse et associés ont investigué le rôle de protéines comme la luciferin binding protein (LBP) et ont constaté un taux constant d’ARNm [3] - [4]. Leurs travaux ont suggéré que le contrôle de la traduction de la protéine LBP se fait via la liaison de facteurs aux régions non-traduites (UTR) de l’ARNm de LBP, activant ou réprimant sa traduction [4], notamment par la présence de structures de type tige-boucle découvertes en 1993 [5].Plus tard, Morse et d’autres chercheurs ont montré que d’autres protéines de l’horloge circadienne ont une régulation traductionnelle, soient la luciférase [6],la peridinin-chlorophyll a-binding protein (PCP)[7],la glyceraldehyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH) [8] et la RuBisCo [8] - [9]. Le rôle de l'horloge circadienne sur la migration des chloroplastes de Lingulodinium était déjà connu par les travaux de Rensing et al. (1980) [10]. Cependant, en 1999, les travaux de Morse et associés ont amené de nouvelles perspectives sur la manière dont l’étape d’élongation de protéines encodées dans les chloroplastes (ex: PCP, RuBisCo), permettrait de réguler leur synthèse selon le rythme circadien [8]. En 2001, les travaux de Morse et associés ont permis de comprendre comment les changements dans la distribution de PCP, un marqueur de la réaction lumineuse (cycle de Calvin), ainsi que celle de RuBisCo, un marqueur de la réaction sombre, contribuent à réguler l’horloge circadienne des organelles de Lingulodinium [11].
Travaux des deux dernières années
En 2019, le chercheur a participé à quatre publications.
Dans son premier article de 2019 (Gènes leaders épissés de Fugacium identifiés à partir d’ensembles de données d’ARN-seq brin), les chercheurs s’intéressent à la séquence de leader épissé (SL) conservée chez les dinoflagellés [12]. Pour ce faire, ils étudient 18 gènes de SL de Fugacium kawagutii identifiés à partir de lectures d'ARN-seq brin. Les chercheurs ont trouvé que les transcrits de gène SL contiennent des séquences en amont du SL canonique, suggérant que la génération de transcrits matures nécessite des modifications additionnelles après trans-épissage [12]. Ils ont identifié 13 gènes SL-like dont les niveaux d'expression et la longueur sont comparables aux gènes Dino-SL [12].
Dans son deuxième article de 2019 (Chronobiologie holobionte : la mycorhize peut être une clé pour lier les rythmes au-dessus et au-dessous du sol), les chercheurs s’intéressent à l'holobionte végétal qui englobe deux écosystèmes différents, l'un au-dessus et l'autre au-dessous du sol, les deux pouvant recevoir des informations de synchronisation [13]. Pour ce faire, ils étudient la symbiose mycorhizienne arbusculaire (AM), formée par les racines des plantes et les champignons [13]. Les chercheurs ont proposé que l'analyse de l'organisation temporelle interdépendante de la symbiose AM et la détermination de ses mécanismes sous-jacents feront avancer notre compréhension du rôle et de la coordination des horloges circadiennes chez les holobiontes [13].
Dans son troisième article de 2019 (Une perspective basée sur le transcriptome de la méiose chez les dinoflagellés), le chercheur s’intéresse à la possibilité d'une recombinaison sexuelle chez les dinoflagellés [14]. Pour ce faire, il étudie une liste élargie de 307 gènes impliqués dans la méiose chez la levure bourgeonnante [14]. Le chercheur a trouvé que les gènes impliqués dans les principales étapes de régulation de la méiose chez la levure se trouvent aussi chez les dinoflagellés [14]. Il a noté que les gènes reliés à la méiose absents chez les dinoflagellés sont aussi en règle générale absents des autres protistes [14]. Il a conclu que les dinoflagellés symbiotiques sont aussi capables de subir une méiose que les autres protistes [14].
Dans son quatrième article de 2019 (Évaluation des réponses transcriptionnelles à la lumière par le dinoflagellé Symbiodinium), les chercheurs s’intéressent au contrôle de la transcription chez les dinoflagellés [15]. Pour ce faire, ils étudient la réponse transcriptionnelle à la lumière chez l'espèce photosynthétique Symbiodinium kawagutii [15]. Les chercheurs ont trouvé que trois gènes rapportés précédemment pour répondre à la lumière en utilisant la qPCR ne montrent pas d'expression différentielle en utilisant des Northern blots ou de l’ARN-seq [15]. Ils ont conclu qu'il y a probablement moins de régulation lumineuse de l'expression génique chez les dinoflagellés qu'on le pensait auparavant et ont suggéré que les réponses transcriptionnelles à d'autres stimuli doivent également être évaluées plus profondément dans cette classe d’organismes [15].
En 2020, le chercheur a participé à deux publications.
Dans son premier article de 2020 (Les analyses MS/MS sans étiquette du dinoflagellé Lingulodinium identifient les protéines rythmiques facilitant l'adaptation à un cycle diurne LD), des niveaux de protéines ont été évalués chez le dinoflagellé Lingulodinium polyedra au cours d’un cycle diurne en utilisant une approche LC-MS/MS sans étiquette [16]. Sur environ 1700 protéines quantifiées, 13 ont présenté des changements rythmiques significatifs [16]. Parmi les protéines les plus abondantes la nuit, il y avait la luciférase, la protéine de liaison à la luciférase, une protéine nucléaire cellulaire en prolifération, l’aconitase, et la pyrophosphate fructose-6-phosphate-1-phosphotransferase [16]. Parmi les protéines les plus abondantes le jour, il y avait une 2-epi-5-epi-valiolone synthase, une enzyme synthétisant la vitamine B6 et une lactate oxydoréductase [16].
Dans son deuxième article de 2020 (Stress oxydatif et toxicologie du Cu2+ basé sur des surfaces dans des cultures mixtes d'algues vertes et de cyanobactéries : le rôle pivot du H2O2), le stress oxydatif et les effets toxiques du Cu2+ sur l’algue verte Dunaliella salina et sur la cyanobactérie Synecochoccus elongatus ont été examinés dans des cultures mono et mixtes [17]. Les deux espèces bénéficiaient des cultures mixtes, acquièraient une résistance plus élevée à la toxicité du Cu2+ et montraient des différences significatives dans la cinétique de production de H2O2 [17]. Il est suggéré que des signaux redox et allélochimiques peuvent être utilisés pour construire un réseau de communication qui permet aux systèmes mixtes d'algues de fonctionner comme une unité cohérente contre les ions Cu2 + toxiques [17].
Notes et références
- Université de Montréal, « La recherche », <https://recherche.umontreal.ca/nos-chercheurs/repertoire-des-professeurs/chercheur/is/in13790/>. Consulté le 22/11/2020.
- Institut de recherche en biologie végétale, « Personnel », <https://www.irbv.umontreal.ca/personnel/chercheurs/david-morse>. Consulté le 22/11/2020.
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- Morse, D., Milos, P. M., Roux, E., & Hastings, J. W. (1989). Circadian regulation of bioluminescence in Gonyaulax involves translational control. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 86(1), 172–176.
- Lee, D-H., Mittag, M., Sczekan, S., Morse, D., & Hastings, J. W. (1993). Molecular Cloning and Genomic Organization of a Gene for Luciferin binding Protein from the Dinoflagellate Gonyaulax polyedra. Biochemistry, 268(Issue of April 25), 12th ser., 6842-8850.
- Mittag, M., Li, L., & Hastings, J. W. (1998). The mRna Level of the Circadian RegulatedGonyaulaxLuciferase Remains Constant over the Cycle. Chronobiology International, 15(1), 93-98.
- Le, Q. H., Markovic, P., Hastings, J. W., Jovine, R. V., & Morse, D. (1997). Structure and organization of the peridinin-chlorophyll a-binding protein gene in Gonyaulax polyedra. Molecular and General Genetics MGG, 255(6), 595-604.
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- Gallo, M., Morse, D., Hollnagel, H. C., & Barros, M. P. (2020). Oxidative stress and toxicology of Cu2+ based on surface areas in mixed cultures of green alga and cyanobacteria : The pivotal role of H2O2. Aquatic Toxicology (Amsterdam, Netherlands), 222, 105450.