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L'amphibien

© istockphoto/bostb 2007Depuis de nombreuses années, les amphibiens sont utilisés comme modèles de recherche. Leur physiologie est relativement simple par rapport à celle des mammifères. L'étude de leurs muscles, dans les années 1920, a permis de découvrir que l'acétylcholine, un neurotransmetteur, était responsable de la transmission des influx nerveux signalant le mouvement aux muscles.

Les œufs de ces amphibiens sont tellement gros et résistants qu'ils sont souvent utilisés pour former les biologistes cellulaires à la manipulation génétique et à d'autres techniques physiologiques. Un amphibien peut être facilement cloné en utilisant une seringue pour retirer délicatement d'un œuf le noyau contenant le matériel génétique. Le noyau d'une autre cellule peut alors être injecté dans l'œuf, dans lequel il se divisera pour finalement devenir un amphibien.

La xénope du cap, Xenopus laevis, est souvent utilisée lors des premières études sur le développement. Elle produit des embryons extrêmement résistants dont tous les stades de développement peuvent être facilement observés. Elle a été particulièrement utile pour l'étude des tout premiers événements, notamment la formation de la plaque neurale qui se développe dans le système nerveux.

Bien que les œufs d'amphibiens, en particulier ceux de Xenopus laevis, soient relativement faciles à manipuler, c'est une espèce tétraploïde; c'est-à-dire dont les cellules ont quatre copies de chaque chromosome. La plupart des vertébrés, notamment l'homme, sont diploïdes: les cellules ont deux copies de chaque chromosome. Lorsque les études génétiques portent principalement sur des espèces étroitement apparentées, Xenopus tropicalis est alors l'espèce de prédilectionANCHOR. Ces amphibiens ont un cycle de reproduction plus court et des cellules diploïdes. Les résultats de l'étude peuvent donc être comparés plus facilement avec d'autres espèces.

Un nouveau type d'antibiotique?

Leur capacité à survivre dans une eau infestée de bactéries sans que leurs blessures soient infectées est une autre particularité de ces amphibiens ayant un intérêt pour la science. En 1987, en étudiant les propriétés de Xenopus laevis, Michael Zasloff a découvert une nouvelle classe de composés antibiotiquesANCHOR. En effet, leur peau contient des peptides antibiotiques naturels qu'il a appelé 'magaïnines'. Ils sont efficaces pour lutter contre de nombreux organismes provoquant des maladies et pourraient à l'avenir permettre de répondre au problème des bactéries résistantes aux antibiotiques. Ils font également émerger de nouvelles questions concernant le système immunitaire: les animaux supérieurs ont-ils une première défense chimique contre la maladie identique à ces amphibiens?

Des amphibiens transparents

Le premier animal transparent à quatre pattes a récemment vu le jour à l'université d'Hiroshima au Japon. Les grenouilles brunes du Japon Rana japonica, ont été croisées en sélectionnant le caractère récessif de peau très claire, jusqu'à la naissance de grenouilles entièrement transparentes. Les organes, œufs et autres parties internes de la grenouille sont clairement visibles à travers la peau, en faisant un modèle idéal pour étudier les nombreux aspects de la physiologie sur l'ensemble d'un organisme vivant. En fusionnant les gènes des protéines fluorescentes aux gènes de la grenouille, l'équipe de recherches responsable de ce développement souhaitait créer des grenouilles phosphorescentes. Les grenouilles phosphorescentes permettent d'étudier des gènes spécifiques, car elles s'illumineront lorsque ces gènes deviennent actifs, apportant ainsi une indication visuelle.

"Les grenouilles transparentes s'avéreront utiles en tant qu'animaux de laboratoire, car elles permettent d'observer, plus facilement et à moindre coût, le développement et la progression du cancer, la croissance et le vieillissement des organes internes et les effets de substances chimiques sur les organes." Masayuki Sumida, Université d'Hiroshima


Références

  1. Enrique Amaya, Martin F. Offield, and Robert M. Grainger. (1998) Frog genetics: Xenopus tropicalis jumps into the future. Trends Genet. 14 (7): 253-255.
  2. Zasloff M (1987) Magainins, a class of antimicrobial peptides from Xenopus skin: isolation, characterization of two active forms, and partial cDNA sequence of a precursor. Proc Natl Acad Sci USA 84 (15): 5449-5453

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