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AUTRES ORGANISMES MODELES ANIMAUX DISPONIBLES DANS QUELQUES LABORATOIRES

 

Acyrthosiphon pisum :
Les pucerons (insectes de l’ordre des Hémiptères) se nourrissent pour la plupart du phloème des plantes (insectes piqueurs-suceurs) et affaiblissent la plante hôte par la ponction d’éléments nutritifs et/ou par la transmission de virus responsables de nombreuses maladies. Environ 250 espèces de pucerons (parmi les 4000 répertoriées) sont ainsi des ravageurs importants dans les milieux agricoles ou forestiers. Le puceron est au cœur d’un réseau d’interactions abiotiques (photopériode, température) et biotiques (plante hôte, bactéries symbiotiques, ennemis naturels, phytovirus, cortèges des réseaux trophiques basés sur le miellat). Les équipes françaises travaillent sur la plupart des grandes fonctions biologiques qui sont responsables du fort potentiel démographique et adaptatif des pucerons, comme les relations avec la plante hôte, la nutrition, les symbioses, la vection de virus, l'interaction avec les ennemis naturels, la plasticité phénotypique et le mode de reproduction. Le développement de la génomique permet aujourd'hui d’envisager une meilleure compréhension des mécanismes sous jacents à ces adaptations et interactions. L’effort porté depuis 2003 au travers du Consortium International de la Génomique des Pucerons concerne le puceron du pois Acyrthosiphon pisum dont le génome a été publié en 2010 ; déjà d’autres espèces sont étudiées pour le développement de ressources génomiques.
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Contacts :
Denis TAGU, UMR BiO3P (Biologie des Organismes et des Populations appliquée à la Protection des Plantes), INRA Rennes, denis.tagu(at)rennes.inra.fr
Yvan RAHBÉ, UMR BF2I (Biologie Fonctionnelle, Insectes et Interactions), INRA Lyon, yvan.rahbe(at)lyon.inra.fr
Bibliographie :
Les articles autour de la génomique sont répertoriés à : http://www.aphidbase.com/aphidbase/news/b_genome_publications_b

 

Amphiura filiformis :
Amphuria filiformis est une ophiure fouineuse dont les bras peuvent s'étendre dans la colonne d’eau. Elle est un modèle validé de bio-indicateur. Elle constitue également un excellent modèle pour l'étude de la régénération : en tant qu'échinoderme, elle possède de fortes capacités de régénération. Il est aisé d’induire la régénération et de manipuler les vitesses de croissance et de différenciation des tissus. Il est possible de combiner des approches in vivo et in vitro. Il est également possible de produire et cultiver des larves. Tous les outils cellulaires et moléculaires classiques sont disponibles tels que l'immunohistochimie ou encore l'hybridation in situ. Enfin, le génome d'Amphuria filiformis, relativement compact, est en cours de séquençage.
Contact :
Sam Dupont, Faculté des sciences, Université de Gothenburg, département d'écologie marine,
Bibliographie :
"Regeneration in the ophiuroid Amphiura filiformis: cell biology, physiology and luminescence.", Thorndyke M, Patruno M, Dewael Y, Dupont S et Mallefet J, In Féral JP et David B (eds), Echinoderm Research 2001. Balkema: Lisse. pp. 193-200, 2003.

 

Aplysia spp. :
Les aplysies (genre Aplysia) sont souvent appelées lièvres de mer. Ce sont des mollusques gastéropodes cosmopolites de la famille des Aplysiidae. Ils ne possèdent pas de coquille. Elles sont trouvées dans les herbiers à zostères où les animaux viennent pondre en janvier. L'aplysie est un modèle de choix pour la neurobiologie car elle possède des neurones géants facilitant les études de transmissions synaptiques et les études comportementales. Des études récentes ont par ailleurs montré la présence de substances cytotoxiques dans l'encre des aplysies et ouvrent la voie vers la découverte de substances anti-cancéreuses potentielles.
Contact :
Bibliographie :
http://doris.ffessm.fr/fiche2.asp?fiche_numero=347
http://fr.wikipedia.org/wiki/Aplysie

 

Asterias rubens :
Les étoiles de mer sont des échinodermes de la classe des Asteroidea. L'étoile de mer commune Asterias rubens est une étoile de mer de la famille des Asteriidae. Elle est est utilisée comme organisme modèle échinoderme, en parallèle avec les oursins tels que Strongylocentrotus purpuratus ou Paracentrotus lividus pour des études sur la biologie du développement, l'évolution (notamment celui de l'axe de symétrie du plan du corps), l'écologie, l'immunologie et la régénération. De plus, le séquençage de son génome est en cours et permettra des études de génomique fonctionnelle.
Contact :
Sam Dupont, Faculté des sciences, Université de Gothenburg, département d'écologie marine,
Bibliographie :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Asterias_rubens

 
 

Astyanax mexicanus :
Astyanax mexicanus, appelé aussi Tétra mexicain, est un poisson d'eau douce de la famille des Characidés originaire d'Amérique centrale. Les formes de surface et cavernicoles du Tétra mexicain sont utilisées comme modèle d'évolution, entre autres du système nerveux. Durant l'adaptation à leur habitat sombre, les populations cavernicoles ont en effet perdu leurs yeux et leur pigmentation, mais ont développé d'autres caractères plus « utiles » à la vie cavernicole, comme la ligne latérale, des mâchoires plus larges, plus de dents, etc. Il existe 29 populations d'Astyanax mexicanus cavernicoles. Ces populations représentent souvent un cas d'évolution convergente. Selon la date estimée d’isolement dans la caverne (parfois lors de la formation de celle-ci), les estimations des temps de divergence sont très variées (de 100 000 à un million d'années) correspondant probablement à des évènements indépendants ayant eu lieu dans chaque grotte. Ainsi, ces différentes populations permettent l'étude de la micro-évolution du développement et de la génération de diversité morphologique.
Contact :
Sylvie Rétaux, Equipe Développement et Evolution du Cerveau Antérieur, UPR 3294 NED Neurobiologie Et Développement, CNRS, Gif-sur-Yvette,
Bibliographie :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Astyanax_mexicanus
« Shh and forebrain evolution in the blind cavefish Astyanax mexicanus », Retaux S., Pottin K, Alunni A., Biology of the cell, 2008 (disponible ici)

 

Capra hircus ou Capra aegagrus hircus : la chèvre :
La chèvre est un mammifère ruminant domestique. Elle appartient à la famille des bovidés comprenant également entre autres, les ovins (Ovis aries) et les bovins (Bos taurus). Bien que sa domestication remonte à une dizaine de millénaires, les chèvres domestiques restent interfécondes avec les populations de chèvres sauvages. En France, le cheptel caprin est d’environ 1 million d’animaux répartis en une dizaine de races. La plupart des races ont été sélectionnées pour la production de lait. Douze spécialités de fromages de chèvres possèdent une AOC (Appellation d’Origine Contrôlée) sur le territoire français.
Du fait de l’existence dans cette espèce, d’une mutation naturelle responsable à la fois de l’absence de cornes et d’inversion sexuelle de type mâle XX, la chèvre est utilisée comme modèle d’étude de la différenciation des gonades depuis une quinzaine d’années. C’est dans cette espèce qu’a été découvert le premier gène majeur de la différenciation ovarienne chez les mammifères (gène FOXL2), dont l’absence entraîne la différenciation précoce de testicules chez les animaux XX mutés.
Le séquençage du génome de la chèvre n’est pas d’actualité pour l’instant, mais le génome bovin étant séquencé et le génome ovin en cours de séquençage, ces différentes ressources facilitent les travaux chez la chèvre.
Contact :
Eric Pailhoux, INRA, UMR-BDR : Biologie du Développement et de la Reproduction, eric.pailhoux(at)jouy.inra.fr
Bibliographie :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Chèvre Pailhoux et al. (2001) Nature Genetics 29:453-458. (disponible ici)

 

Crassostrea gigas : l'huître :
L’huître creuse Crassostrea gigas est un mollusque bivalve appartenant au groupe des Lophotrochozoaires. Suite à de nombreuses introductions, sa répartition géographique est actuellement très vaste et elle représente la première production aquacole mondiale. C. gigas est, de plus, une espèce sentinelle de choix pour comprendre l’évolution des écosystèmes côtiers et estuariens, où les populations d’huîtres sont soumises à des conditions environnementales changeantes et subissent des taux de mortalités importants liés principalement au stress et aux maladies. Toutes ces caractéristiques ont motivé le développement de recherches concernant la biologie de C. gigas. De plus, sa haute fécondité et le haut degré de polymorphisme de séquence de son ADN, font de l’huître creuse un modèle animal intéressant pour la biologie et la génétique des populations. Au cours de ces dernières années, les ressources génomiques disponibles chez C. gigas ont considérablement progressé avec la génération de 56268 ESTs assemblés en 31952 contigs hébergés dans une database
(http://public-contigbrowser.sigenae.org:9090/Crassostrea_gigas/index.html) obtenus grâce aux projets Européens Aquafirst et Marine Genomics Europe et au projet Genoscope (CEA, Evry, France). Le séquençage complet du génome est en cours en Chine. Aujourd'hui, l'accent est mis sur la diversification des techniques pour l'exploration fonctionnelle de gènes : bien que des approches de génétiques fonctionnelles classiques, telles que la mutagenèse, ne soient pas encore disponibles, la technique de l’interférence par l’ARN (RNAi) a été récemment mise au point pour étudier la fonction de gènes.
Contact :
Caroline Fabioux, LEMAR, UMR CNRS/UBO 6539, Institut Universitaire Européen de la Mer, Caroline.Fabioux(at)univ-brest.fr
Bibliographie :
http://www.cns.fr/spip/-Crassostrea-gigas,420-.html
« In vivo RNA interference in oyster – vasa silencing inhibits germ cell development », Fabioux C., Corporeau C., Quillien V., Pascal Favrel P. and Huvet A., FEBS J, 2009 May, 276(9):2566-73. (disponible ici)

 

Lymnaea stagnalis :
L’escargot Lymnaea stagnalis est un gastéropode aquatique de la sous-classe des pulmonés (donc à respiration aérienne), hermaphrodite à fécondation croisée. Il est très commun dans les eaux douces des régions tempérées. Il a jusqu’ici essentiellement servi de modèle à des études de neurobiologie comportementale, cellulaire et moléculaire, pour lesquelles la taille de ses neurones (jusqu’à 150μm de diamètre), et leur relativement faible nombre (à peu près 20 000) constituent de précieux avantages. Le rôle des neuropeptides, les mécanismes de production des rythmes respiratoires ou d’ingestion alimentaire, les bases cellulaires et moléculaires de l‘apprentissage sont des thèmes favoris de recherche depuis une trentaine d’années. Plusieurs circuits neuraux ont été en partie élucidés. L’étude du développement ou de l’évolution du système nerveux des mollusques, encore peu avancée, pourrait tirer parti de ce corpus de connaissances neuroanatomiques et neurophysiologiques, combiné à une grande facilité d’élevage et d’obtention d’animaux à tous stades développementaux.
Contact : Jean-François Brunet, CNRS UMR 8542, Département de Biologie, Ecole normale supérieure,
Bibliographie :
http://www.scholarpedia.org/article/Lymnaea

 

Paracentrotus lividus :
Les échinodermes sont depuis longtemps des modèles pertinents en biologie du développement, notamment de par leur symétrie pentaradiée. Depuis quelques années, beaucoup d'études s'orientent vers leur écologie. A ces intérêts d'ordre scientifique, s'ajoutent la facilité de récolte et d'élevage en laboratoire de ces espèces et d'autres facilités de manipulation : possibilité d'obtention d'un très grand nombre de gamètes, transparence des œufs, des embryons et des larves, ou encore possibilité d'effectuer des fécondations artificielles sont des exemples parmi tant d'autres. L'oursin Paracentrotus lividus, échinoderme de la famille des Echinidae, est la principale espèce comestible dans la zone méditerranéenne et atlantique nord-est. C'est l'un des échinodermes modèles les plus utilisés. Le développement d'outils moléculaires et des techniques permettant l'extinction ou l'expression forcée de certains gènes chez Paracentrotus lividus permettent d'analyser les réseaux de gènes dont l’activité est essentielle au cours du développement.
Contact :
Thierry LEPAGE, UMR7009 CNRS/UPMC, Villefranche-sur-Mer
Bibliographie :
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/oursanilab/index.htm
http://www.cns.fr/spip/-Paracentrotus-lividus-.html

 
 

Spodoptera frugiperda/littoralis
Spodoptera frugiperda et Spodoptera littoralis sont des lépidoptères de la famille des noctuelles (papillons de nuit), dont les chenilles sont des ravageurs des cultures. Ces insectes sont souvent polyphages, s’attaquant à plusieurs cultures différentes. Une première espèce, S. frugiperda cause des ravages surtout sur maïs, blé et riz et des variants adaptés à l’une ou l’autre de ces plantes hôtes ont été décrits. On la retrouve en Amérique du Sud et Centrale, en Floride et en Chine. Une seconde espèce, S. littoralis, fait de nombreux dégâts sur coton, artichaut, tomate, poivron, et se retrouve dans le pourtour du bassin méditerranéen, en Afrique, au Moyen Orient. Aujourd'hui, les études s'orientent principalement sur la mise en évidence et l’analyse de la spéciation écologique au sein de ce genre, sur la relation entre la structure du génome et l’adaptation à l’environnement, sur la réponse de ces insectes à des agents infectieux et xénobiotiques, et sur les mécanismes de l’olfaction et de la gustation, via des approches de génomique et de transcriptomique en particulier. L’approfondissement des connaissances sur la biologie, la physiologie et les pathologies de ces insectes ouvre des perspectives de diversification des moyens de lutte contre les ravageurs de culture. La recherche est en cours pour développer les méthodes de transgenèse et/ou de transfert de gènes. Les deux espèces sont maintenues en élevage, ainsi que le parasitoïde Hyposoter didymator dont l’interaction avec Spodoptera est étudiée sous plusieurs aspects (physiologie moléculaire, facteurs de virulence, évolution).
Contacts :
Emmanuelle Jacquin-Joly, Unité mixte INRA Université Paris VI PISC, Versailles,
Bibliographie :
http://en.wikipedia.org/wiki/Army_worm
http://www.aces.edu/pubs/docs/A/ANR-1019/ANR-1019.pdf

 

Symsagittifera roscoffensis :
L'acoele Symsagittifera roscoffensis (ex Convoluta roscoffensis) est un métazoaire vermiforme plat (non segmenté) appartenant au phylum des acœlomorphes. C’est un animal photosymbiotique qui vit en association obligatoire avec l’algue prasinophyceae, Tetraselmis convolutae qui lui confère sa couleur verte. Cet acoele de 4 à 5 mm de long est endémique du littoral français et présente une organisation morpho-anatomique très simple : il ne possède pas de cavité digestive ni de système circulatoire et excréteur. Il est hermaphrodite mais sa reproduction nécessite une fécondation croisée. Au cours de la dernière décennie, de nombreux travaux de phylogénie moléculaire ont suggéré que les acoeles pourraient représenter la lignée la plus ancienne (non éteinte) des métazoaires à symétrie bilatérale, précédant l’émergence des deux grands groupes des animaux à symétrie bilatérale, les protostomes et les deutérostomes. Cette position phylogénétique particulière fait de Symsagittifera roscoffensis un modèle de choix en evo-devo afin d’explorer les possibles caractères ancestraux de l’Urbilatérien, le dernier ancêtre commun à tous les animaux à symétrie bilatérale, ainsi que les évènements majeurs qui ont conduit à la transition du plan d’organisation à symétrie radiale (cnidaires) à la symétrie bilatérale. Depuis quelques années, la culture contrôlée de cet animal et de son symbionte algal est l’objet d’une attention particulière à la Station biologique de Roscoff. L’élevage maîtrisé permet de suivre les différentes étapes du développement, du premier clivage au stade juvénile non symbiotique, et d’induire artificiellement la symbiose à partir de souches d’algues cultivées en parallèle. Le contrôle de son ontogénie au laboratoire en fait également un système biologique adéquat pour analyser la relation photosymbiotique entre une lignée photosynthétique et un métazoaire. Symsagittifera roscoffensis présente aussi une forte capacité de régénération de tous ses tissus, incluant le système nerveux et musculaire et offre un modèle simple pour l’étude de ses phénomènes intimement liés à la présence de cellules souches.
Contact : Xavier Bailly, station biologique de Roscoff,
Bibliographie :
« Un ver et une algue : l’acoele Symsagittifera roscoffensis » : X. Bailly, Biofutur, Mai 2009 (disponible ici)
"Focus on S. roscoffensis" - Cahier Biologie Marine, Bailly 2009 (disponible ici)
« Myogenesis in the basal bilaterian Symsagittifera roscoffensis (Acoela) », Semmler H., Bailly X., Wanninger A., Frontiers in zoology, 2008 (disponible ici)



ORGANISME MODELE PROTISTE DISPONIBLE DANS QUELQUES LABORATOIRES


 

Dictyostelium discoideum
Dictyostelium discoideum (D. discoideum) constitue un modèle fantastique pour de nombreuses fonctions cellulaires et pour le développement, y compris dans une optique de recherche biomédicale. L'étude chez D. discoideum de grands sujets actuels de biologie comme la transduction du signal, la phagocytose et la mort cellulaire devrait fortement contribuer à la connaissance de ces fonctions chez les eucaryotes supérieurs, où, par exemple, phagocytose et mort cellulaire jouent un rôle majeur en pathologie. Le protiste D. discoideum, microorganisme eucaryote, occupe une place tout à fait particulière dans l'évolution : il a émergé il y a environ un milliard d'années, au moment de la divergence animaux / champignons ; et il constitue une des tentatives de l'évolution vers la multicellularité. La solution trouvée dans ce cas est unique : chez D. discoideum, la multicellularité résulte de l'association de cellules initialement isolées et non pas de la division d'un zygote. D. discoideum est aussi un système de choix pour tout ce qui touche à la motilité et notamment aux moteurs cellulaires. Mais bien d'autres domaines de la biologie sont explorables à partir de D. discoideum. Suivant les fonctions étudiées, cet organisme pourra se comporter, soit comme un modèle simple, soit comme un contrepoint phylogénétique des fonctions complexes existant chez les cellules d'organismes supérieurs.
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Contacts :
Pierre GOLSTEIN, Centre d'Immunologie INSERM/CNRS/Univ.Medit., Marseille, golstein(at)ciml.univ-mrs.fr
Laurence AUBRY, UMR5092 CEA-Grenoble, Grenoble
Bibliographie :
"Adoptez Dictyostelium", Pierre Golstein, Michel Satre et Michel Véron.



AUTRES ORGANISMES MODELES VEGETAUX DISPONIBLES DANS QUELQUES LABORATOIRES


 

Amborella trichopoda
Amborella trichopoda est un arbuste de sous-bois, endémique de la Nouvelle-Calédonie (1), et la seule espèce de l’ordre monotypique des Amborellales. Les études de phylogénie moléculaire ont identifié cette espèce en tant que groupe frère de l’ensemble des autres angiospermes (plantes à fleurs) vivantes (2), soit à peu près 300 000 espèces. Bien qu’isolé du point de vue phylogénétique, l’ordre des Amborellales fait partie de trois lignages qui ont divergé très tôt au cours de l’évolution des angiospermes, et qui sont regroupés sous le nom du Grade ANA (pour Amborellales, Nymphaeales et Austrobaileyales). Les deux autres ordres de ce grade regroupent chacun à peu près 100 espèces. La comparaison des espèces du Grade ANA a permis d’identifier certains des caractères ancestraux probables des plantes à fleurs, et A. trichopoda possède en effet la majorité de ceux-ci (3, 4). Par exemple, les fleurs d’A. trichopoda sont petites et comportent des organes arrangés en spirales. Parmi ces organes, il n’y a pas de distinction morphologique entre pétales et sépales (on parle alors de tépales), et les carpelles sont non-fusionnés et partiellement ouverts. Lors de la fécondation chez A. trichopoda, les tubes polliniques accèdent donc au seul ovule présent dans chaque carpelle par une ouverture se trouvant l’apex de ce dernier. Contrairement à la condition ancestrale supposée des angiospermes, A. trichopoda est dioïque, les fleurs mâles et femelles se trouvant sur différents pieds de la plante. La position phylogénétique clé d’A. trichopoda fait de cette espèce un modèle important pour comprendre l’apparition soudaine des plantes à fleurs lors du Crétacé inferieur, un événement qualifié par Charles Darwin de « mystère abominable ». Un consortium de laboratoires américains a déjà commencé à constituer des ressources génomiques à partir d’un seul individu d’A. trichopoda (5). Des EST, des séquences d’extrémités de clones BAC et quelques séquences de clones BAC entiers sont disponibles. La comparaison du génome entre espèces du Grade ANA devrait à terme permettre une reconstruction partielle du génome ancestral des plantes à fleurs.
Contact :
Charlie Scutt, Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes, Lyon,
Bibliographie :
(1) http://www.endemia.nc/plante/fiche.php?code=254
(2) http://www.mobot.org/mobot/research/apweb/welcome.html
(3) http://www.bot.uni-heidelberg.de/koch/Studenten/SS-2004/HAUPTSTUDIUM-ZYKLUSVORLESUNG_2/ENDRESS-2001.pdf
(4) http://www.pnas.org/content/102/12/4649.full.pdf+html
(5) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2397498/

 

Posidonia oceanica
La Posidonie, Posidonia oceanica et les herbiers qu’elle constitue, sont devenus, au cours des dernières décennies, un objectif majeur de protection et de gestion du milieu marin, dans l’ensemble de la Méditerranée. En effet, les herbiers de Posidonie constituent un élément fondamental pour la qualité des milieux littoraux, qui est à la base de la pêche artisanale et du développement du tourisme. Elle joue un rôle important dans la protection des côtes contre l’érosion et c'est dans ces herbiers que beaucoup d'organismes, animaux et végétaux, trouvent protection et alimentation. La Posidonie est une espèce de plante à fleurs aquatique (angiosperme monocotylédone sous-marine) présente dans presque toute la Méditerranée, et uniquement en Méditerranée. La Posidonie vit entre la surface et 20-40m de profondeur. Elle a des racines, une tige qui est ici rhizomateuse, et des feuilles rubanées mesurant jusqu'à un mètre de long et disposées en touffes de 6 à 7. Elle fleurit en automne et produit au printemps des fruits flottants communément appelés « olive di mare » (« olives de mer ») en Italie. S’agissant d’un végétal photosynthétique, la profondeur maximale à laquelle elle peut se développer dépend de la transparence de l’eau. La Posidonie joue un rôle que l’on compare souvent à celui de la forêt, en milieu terrestre, mais qui en fait va bien au delà. La faible variabilité génétique de Posidonia oceanica pourrait constituer un facteur fragilisant pour cette espèce. La rareté de la floraison et surtout de la production de graines, ainsi que l’autopollinisation, et inversement l’importance de la reproduction végétative (par boutures) pourraient expliquer cette faible variabilité. Aujourd’hui, la recherche autour de cette plante marine s’axe sur sa génétique afin de la préserver, sur le fonctionnement de l'écosystème (flux biogéochimiques, interactions entre espèces et groupes fonctionnels) et sur sa physiologie.
Contact : Charles F. Boudouresque, UMR 6117 LMGEM, Centre d'Océanologie de Marseille,
Bibliographie :
http://www.ramoge.org/filesfr/guideposidonie/Posidonia_ramoge.pdf
http://fr.wikipedia.org/wiki/Posidonia_oceanica