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Ouverture du laboratoire PaleoLab pour l'étude de l'ADN ancien des restes archéobotaniques
En collaboration entre l’Inrap et INRAE, un laboratoire dédié à l’analyse de l’ADN ancien (paléogénomique) a été inauguré le 24 mars sur le site des Cézeaux d’INRAE Clermont-Auvergne-Rhône-Alpes, en présence des partenaires et financeurs. Le PaleoLab se dédiera en particulier à l’étude de l’ADN ancien des restes archéobotaniques afin de de retracer l’histoire, l’origine et la diffusion de l’agriculture.
Le PaleoLab vise à analyser le patrimoine génétique de restes archéobotaniques et à fournir des instantanés des états génétiques passés qui, comparés à la diversité moderne, permettent de mieux comprendre l’adaptation des espèces et ainsi de reconstruire l'histoire de l’agriculture en tant que processus majeur dans la structuration socio-économique des civilisations et communautés humaines. Pour mener à bien ces études, une collaboration renforcée INRAE-Inrap a été conclue : fouiller le passé pour prédire l’avenir !
La carpologie est l'étude des graines (paléo-semences) retrouvées sur les sites
archéologiques. Les restes végétaux constituent une mine d’informations pour le carpologue. Ils renseignent sur le paléo-environnement des sites archéologiques, les pratiques agricoles, l’alimentation et les préparations culinaires des sociétés passées. Ils sont conservés le plus fréquemment grâce à la carbonisation (cuisson d’aliments, au rejet de matière végétale dans les foyers ou aux incendies accidentels) ou découverts en contextes humides gorgés d’eau et à l’abri de l’air.
Tamisage de sédiments
© Loïc de Cargouët, Inrap
Prélèvement des pépins de raisin au tamis.
© A. Couilloud, Inrap
Les conditions d'humidité permanente dans lesquelles ils demeuraient ont permis leur excellente conservation.
Dans le cadre d’un financement du Fonds européen de développement régional (FEDER)- Région Auvergne Rhône-Alpes et ANR, le PaleoLab est désormais dédié à l'étude de ces restes botaniques et constitue un outil ouvert aux chercheurs pour répondre aux questions de recherche suivantes : quel est le centre de domestication des plantes cultivées modernes? Comment ces espèces se sont adaptées aux contraintes environnementales passées ? Comment l’histoire de l’agriculture nous renseigne sur l’histoire des populations humaines ? Ces connaissances ouvrent elles des pistes pour l’agriculture moderne ?
Une collaboration INRAE-Inrap au cœur de l’activité du PALEOLAB
Les données de paléogénomique, d’archéobotanique, d’archéologie et de climatologie délivrées par les sites de fouilles permettent de caractériser quelle diversité génétique était cultivée, de quels génotypes modernes ces variétés sont proches et ainsi de reconstruire l'histoire de l’agriculture pour retracer les voies de contacts, de migrations ou d'échanges entre population humaines en Europe durant l’Holocène.
La paléogénomique est le cœur de l’activité du PaleoLab. Le développement de l’activité nécessite la mise en œuvre de techniques, de technologies et de conditions de traitement des échantillons spécifiques à l’ADN ancien. Pour cela, les différentes étapes seront réalisées au sein du laboratoire, porté par l’UMR Génétique Diversité et Écophysiologie des céréales (UMR INRAE – UCA GDEC), qui permet la manipulation des échantillons archéobotaniques, notamment fournis par l’Inrap, sans risque de contaminations extérieures (laboratoires présentant des cascades de pressurisation de l’air) pour :
- le tamisage des échantillons en structure confinée ;
- l’identification précise de tous les échantillons (espèces, tissus) et la prise d’images au laboratoire de « carpologie » en surpression de niveau II ;
- le broyage et extraction de l’ADN au laboratoire confiné « aDNA » en surpression de niveau I ;
- la préparation pour le séquençage au laboratoire de « biologie moléculaire » en dépression de niveau II ;
- l’analyse bioinformatique des séquences produites.
Ce laboratoire assure ainsi l’élimination de toute forme de contamination (système de surpression de l’air avec un SAS d’entrée, sol-mur-plafond décontaminables, décontamination UV et accès sécurisé) pour l’exploitation optimale des échantillons anciens, et est associé, en une unité de lieux, avec ses annexes (une salle d’identification des échantillons et une chambre de stockage du matériel archéologique), ainsi qu’avec un laboratoire de biologie moléculaire et d’analyses bio-informatique. Cette structure est ouverte à l’ensemble des chercheurs souhaitant mener des travaux de paleogénomique par l’analyse de l’ADN ancien sur leurs espèces d’intérêt.
PaleoLab, 24 mars 2023 (inauguration).
© Sébastien Gaime, Inrap
Près de 1000 personnes travaillent quotidiennement au service de l’agriculture, de l’alimentation et de l’environnement. La nutrition humaine préventive, les céréales, la durabilité des systèmes d’élevage d’herbivores et la qualité des produits, les territoires, la robotique appliquée à l’agriculture, l’écologie et le fonctionnement de l’arbre forment le socle de ces recherches.
L’UMR INRAE-UCA Génétique diversité et écophysiologie (GDEC), porteuse du PALEOLAB développe, avec le blé comme objet d’étude, un projet de recherche pluridisciplinaire porteur d’une double ambition : acquérir des connaissances fondamentales sur les processus biologiques à l’origine de la capacité d’adaptation des blés aux contraintes environnementales, puis exploiter ces découvertes pour la conception de variétés répondant aux enjeux sociétaux liés au changement climatique et à la transition agroécologique.