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Le poisson-zèbre

 Zebrafish in an aquariumLe poisson-zèbre (Danio reiro) possède de nombreuses caractéristiques qui font de lui un excellent organisme modèle pour l'étude du développement chez les vertébrés. Les embryons se développent à l'extérieur de la mère et sont transparents ; il est donc très facile de les voir et de les manipuler.

Comparée aux amphibiens, l'organisation de l'embryon du poisson-zèbre est simple et son développement plus rapide. En 2 à 3 mois, les poissons-zèbres ont atteint l'âge adulte et sont capables de se reproduire. Ils peuvent également donner naissance à un grand nombre de petits : une femelle peut pondre jusqu'à 200 œufs par semaine.

Tout comme la souris, le poisson-zèbre convient parfaitement pour les analyses génétiques et représente un outil précieux pour créer des modèles génétiques de maladies humaines. Commencé en 2001, le séquençage du génome du poisson-zèbre est toujours en coursANCHOR. Le génome du poisson-zèbre est moitié moins long que celui de l'homme ; sa structure génétique est pourtant étonnamment similaire. Les gènes responsables de maladies humaines ont souvent des équivalents chez le poisson-zèbre.

La création de modèles transgéniques
La leucémie
Le développement du cœur
Références

La création de modèles transgéniques

Il est facile de produire des mutations chez le poisson-zèbre et des programmes de criblage ont été développés pour déterminer les mutations qui affectent des systèmes biologiques particuliers, notamment le développement du système nerveux. En 2002, des poissons-zèbres transgéniques ont été clonés à partir de cellules cultivées pendant trois moisANCHOR. Actuellement, des poissons-zèbres mutants sont utilisés pour modéliser de nombreuses maladies humaines, notamment la maladie d'Alzheimer, la cardiopathie congénitale, la polykystose rénale et certains cancers. 'ZF-models – zebrafish models for human disease' (Modèles PZ, les modèles de poissons-zèbres pour la maladie humaine) est un projet financé par la Commission européenne qui a débuté en 2004. L'objectif de ce projet est d'utiliser le poisson-zèbre afin de produire de nouveaux modèles de maladies, de trouver de nouvelles cibles médicamenteuses et d'améliorer les connaissances des voies de régulation génétique impliquées dans le développement et la maladie chez l'homme. Dans le cadre de ses recherches, le projet a pour objectif de produire 180 souches knock-out de poisson-zèbre, afin de mieux comprendre et modéliser les maladies humaines.

La leucémie

À l'aide de techniques génétiques, une équipe de chercheurs a stimulé le développement d'un type de leucémie, la leucémie aiguë lymphoblastique-T, chez le poissonANCHOR. Le gène Myc, qui joue un rôle important dans la leucémie et le lymphome humains, a été fusionné par les chercheurs à un gène de poisson-zèbre qui fonctionne uniquement dans les cellules lymphoïdes qui deviennent leucémiques. Ils ont ensuite marqué le gène fusionné, causant les cellules leucémiques, avec un troisième gène afin qu'ils deviennent verts sous une lumière fluorescente. Ils pouvaient ainsi observer la progression du cancer. La combinaison des trois gènes a alors été injectée dans un embryon de poisson-zèbre afin que les gènes s'intègrent dans toutes les cellules en développement du poisson. Le cancer s'est développé dans la quasi-totalité des poissons porteurs du gène Myc  fonctionnel.

La création de poissons-zèbres qui développent la leucémie permettra aux chercheurs d'examiner des mutations dans des milliers de gènes du poisson-zèbre qui contribuent à la maladie et de tester les effets de divers agents anticancéreux.

Le développement du cœur

L'embryon transparent de poisson-zèbre a permis aux chercheurs d'étudier son cœur alors qu'il battait. Cette étude semblait supposer que certains schémas de flux sanguin de l'organe sont la clé de son développement normal et sainANCHOR. Après avoir mesuré les vitesses et les schémas du flux sanguin, l'équipe a calculé les forces attendues imposées aux parois des chambres du cœur par l'afflux de sang. Ils ont chirurgicalement obstrué le flux de sang entrant ou sortant et ont découvert que, si le flux était réduit, les forces moindres sur la paroi cardiaque altéraient de façon considérable le développement des chambres, des valvules et de l'orientation du cœur. Bons nombres de ces changements sont identiques à ceux observés dans des cas de cardiopathie congénitale et chez les poissons-zèbres dépourvus des gènes liés au développement cardiaque. Les premières  phases du développement du cœur sont identiques chez tous les vertébrés et il est possible que ces conclusions soient également vraies pour les embryons humains.


Références

  1. Wellcome Trust Sanger Institute, The Danio rerio Sequencing Project http://www.sanger.ac.uk/Projects/D_rerio/, accessed 18.03.2008
  2. K-Y Lee et al. Cloned zebrafish by nuclear transfer from long-term-cultured cells, Nat. Biotechnol. 20 (8), 795-799
  3. David M. Langenau et al. (2003) Myc-Induced T Cell Leukemia in Transgenic Zebrafish, Science 299 (5608): 887-890.
  4. J. R. Hove et al. (2003) Intracardiac fluid forces are an essential epigenetic factor for embryonic cardiogenesis, Nature 421, 172-177

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