Général
Les intérêts du modèle peuvent se décliner de la façon suivante :
La segmentation holoblastique, propre aux amphibiens, permet des approches en embryologie expérimentale remarquable. Il est également possible de réaliser des cultures d’explants dont on peut contrôler la différenciation, de microinjecter des ARN, des antisens ou des anticorps dans des blastomères ciblés au moins jusqu’au stade 128 cellules.
L’utilisation de l’ovocyte comme tube à essai : l’ovocyte, de grande taille (1,25mm) est utilisé depuis longtemps par toutes les équipes qui s’intéressent au fonctionnement des canaux, de récepteurs ou de transporteurs membranaires.
La reprise de la méiose est chez cette espèce sous le contrôle de la progestérone et se visualise facilement par une dépigmentation du pôle animal qui fait suite à l’éjection du premier globule polaire. Il s’agit donc d’un modèle de premier choix pour l’étude des cascades de signalisation qui sont nécessaires au passage de la prophase 1 à la métaphase.
L’absence de phase G1 et G2 au cours des douze premières divisions embryonnaires est un phénomène qui est propice à l’étude du cycle cellulaire (et en particulier à la préparation d’extraits cellulaires). Il permet également de travailler sur le contrôle de l’expression des ARN maternels et représente un modèle unique pour l’étude du démarrage de l’activité transcriptionnelle du génome zygotique. L’utilisation d’extraits acellulaires caractéristiques des différentes phases du cycle cellulaire permet des études biochimiques des divisions mitotiques.
La métamorphose, sous le contrôle des hormones thyroïdiennes, permet le développement de recherches fondamentales sur l’apoptose mais fait aussi de l’embryon de Xénope un modèle incontournable pour l’étude des perturbateurs de l’axe thyroïdien.
- Nom : Xenopus laevis
- Classification phylogénétique : amphibiens anoures de la famille des pipidae
- Génome séquencé (2016)
- Taille du génome : 3,1 milliards de paires de bases.
- Nom : Xenopus tropicalis
- Classification phylogénétique : amphibiens anoures de la famille des pipidae
- Génome séquencé (2010)
- Taille du génome : 1,7 milliards de paires de bases. Nombre de gènes : environ 20 000 (séquence publiée par Hellsten et al., Science 2010).
Reproduction
Les xénopes s’élèvent et se reproduisent en aquarium : ils ne montent à la surface de l’eau que pour respirer. Les conditions d’élevage de X. tropicalis sont néanmoins plus délicates.
Xenopus laevis:
Densité dans l’aquarium : 1 animal pour 4 litres d’eau, température entre 20 et 22°C, renouvellement de l’eau régulier.
La maturité sexuelle apparaît environ à un an et demi pour la femelle et un an pour le mâle.
Période de reproduction : toute l’année par stimulation hormonale.
La ponte a lieu environ 12 à 15 heures après la stimulation à l’HCG. Les femelles peuvent être stimulées tous les trois mois. Les œufs sont ensuite fécondés in vitro.Le nombre d’embryons à chaque ponte est d’environ 4000.
Xenopus tropicalis :
Densité dans l’aquarium : 1 animal pour 2 litres d’eau, température entre 22 et 25°C, renouvellement de l’eau régulier.
La maturité sexuelle apparaît vers 4 à 6 mois.
Période de reproduction : toute l’année par stimulation hormonale.
La fécondation in vitro est pratiquée à 24°C, la ponte a lieu environ 4 heures après la stimulation à l’HCG et dure 3-4 heures. Le nombre d’embryons à chaque ponte est d’environ 3-4000.
Outils
- Transgénèse par co-incubation de noyaux de spermatozoïdes, du plasmide portant le transgène, d’enzymes de restriction et des extraits d’ovocytes en interphase permettant la décondensation de l’ADN du noyau de spermatozoïde puis injection de ce mélange dans des oeufs non fécondés (Xenopus laevis)
- Transgénèse par co-injection d’une transposase, la meganuclease I-SceI, avec un plasmide contenant le transgène flanqué de deux sites de reconnaissance pour l’enzyme (Xenopus laevis)
- Xénopuces : Etude globale des transcriptomes au cours du développement à l’aide de puces oligonucléotides
- Morpholinos : Extinction de gènes au cours des premières étapes du développement
- Ovocyte : Production de protéines d’intérêt par micro injection d’ARNm
- Extraits acellulaires : Etudes biochimiques molécules du cycle cellulaire. Techniques d’imagerie pour le suivi des embryons de façon non invasive à l’échelle subcellulaire
Bases de données
Infrastructures
- Watchfrog
- https://www.watchfrog.fr/
- Evry
- Plateau technique Transgénèse des Amphibiens - Institut des Neurosciences de Paris-Saclay (Neuro-PSI)
- https://neuropsi.cnrs.fr/fr/decs/muriel-perron/plateaux-techniques/
- Gif-sur-Yvette
- Equipe Muriel Perron - Cellules souches et neurogénèse dans la rétine (SCaNR) - Institut des Neurosciences de Paris-Saclay (Neuro-PSI)
- https://neuropsi.cnrs.fr/fr/decs/muriel-perron/
- Gif-sur-Yvette
- TEFOR Paris-Saclay
- https://tps.tefor.net
- Saclay
- Centre d'exploration et de recherche fonctionnelle amphibien et poisson (CERFAP)
- https://join-the-biocluster.genopole.fr/spip.php?page=fiche-annuaire-join&id_fiche=567
- Evry
Experts
- Daniel BOUJARD
- daniel.boujard@univ-rennes1.fr
- Unité « Interactions cellulaires et moléculaires », CNRS et Université de Rennes 1
Bibliographie
- Articles