Amphioxus

Général

Une des questions majeures de la discipline « évo-dévo » est l’origine des vertébrés. Il semble désormais admis que les vertébrés sont issus d’un ancêtre chordé invertébré, et plusieurs modèles au sein des représentants vivants des chordés sont utilisés actuellement pour répondre à cette question. De par sa position phylogénétique, divergeant à la base du groupe des chordés, l’amphioxus (lancelet en anglais) de Méditerranée Branchiostoma lanceolatum (B. lanceolatum), est un des modèles utilisés aujourd’hui pour répondre à la question de l’émergence des vertébrés. Hormis sa position phylogénétique, il est désormais possible d’obtenir des fécondations en laboratoire tous les jours du mois d’avril au mois de juillet, ce qui permet, entre autres, la modification de l’expression de gènes par injection de d’ARNm dans l’œuf. De plus, la séquence complète du génome est connue et publiée ainsi que des nombreuses marques épigénétiques telles que celles issues du Chip-seq, ATAC-seq, SAGE, Methylome, ou 4C-seq.

Nom : Branchiostoma lanceolatum
Classification phylogénétique : chordé, de la classe des céphalochordés, et de la famille des branchiostomidae
Génome complet séquencé et accesible ainsi que de nombreux transcriptomes
Taille du génome : 520 millions de paires de bases, Nombre de chromosomes : 2n=38, Nombre de gènes putatifs : nombre haploïde estimé à 25-30000 loci codants

Reproduction

L’amphioxus a deux sexes séparés et un mode de fécondation externe. Le période de ponte naturelle en Méditerranée s’étend entre mi-mai et fin juillet. En captivité, les amphioxus collectés pendant la période de ponte naturelle peuvent pondre de manière aléatoire.

Une méthode d’induction de ponte contrôlée, permettant l’obtention d’œufs et de sperme séparément tous les jours entre les mois de mars et septembre a été développée. Cette méthode consiste en un changement de température (de 18°C à 23°C) pendant 36h. Après 36h la ponte se produit naturellement dans des gobelets avec les mâles et femelles séparés, ce qui permet de réaliser des fécondations manuellement et d’une manière synchronique.

Il est ensuite possible de cultiver les embryons et d’étudier les premiers stades de développement de l’amphioxus. Le cycle de vie complet en captivité a aussi été développé pour B. lanceolatum de la Méditerranée. Ainsi un embryon a besoin de trois ans pour se développer jusqu’au stade adulte. Cependant, le développement complet de gonades des adultes en captivité n’a pas encore été possible.

Outils

Possibilité d’induire des fécondations in vitro tous les jours pendant 4-5 mois par an
Modifications de l’expression de gènes par injection de d’ARNm dans l’œuf non fécondé
Transcriptome de chaque stade de développement ainsi que sur des conditions fonctionnelles différentes
Profils d’expression de gènes par immunofluorescence ou HIS
Modification fonctionnelle de différentes voies de signalisation par traitements pharmacologiques

Bases de données

Page incluant le lien vers le Browser génome complet, l’annotation, le transcriptome et proteome de B. lanceolatum: https://amphiencode.github.io/Data/

Ressource des clones cDNA pour B. floridae : http://amphioxus.icob.sinica.edu.tw/

Infrastructures

Experts

Bibliographie

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Bioessays. 2018:e1800130. Epub 2018/10/18

Acemel RD, Tena JJ, Irastorza-Azcarate I, Marletaz F, Gomez-Marin C, de la Calle-Mustienes E, et al. “A single three-dimensional chromatin compartment in amphioxus indicates a stepwise evolution of vertebrate Hox bimodal regulation.”
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