L'anémone de mer, un animal qui cache bien sa complexité
Publié par Adrien le 11/07/2018 à 00:00
Source: CNRS
Derrière son apparente simplicité - un cylindre surmonté de tentacules -, l'anémone de mer recèle une grande complexité. Des chercheurs de l'Institut Pasteur, en collaboration avec le CNRS, viennent en effet de découvrir plus d'une centaine de types cellulaires différents chez ce petit invertébré marin, et notamment une incroyable diversité de neurones. C'est en réalisant un véritable atlas cellulaire de l'animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se...) que les chercheurs ont pu révéler cette étonnante complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en...). Leurs résultats, qui vont alimenter la réflexion sur la façon dont les cellules se sont diversifiées et regroupées sous forme d'organes au fil de l'évolution, ont été publiés dans la revue Cell.


Poisson-clown juvénile abrité dans les tentacules de son anémone-hôte.
© Suzanne C. Mills

L'anémone de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) Nematostella vectensis a tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) pour plaire aux chercheurs - mis à part peut-être ses tentacules urticants. Il s'agit d'un petit invertébré marin facile à maintenir en laboratoire, qui possède un génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté...) suffisamment simple pour en étudier les rouages et suffisamment proche de celui de l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme...) pour en tirer des enseignements. "Quand le génome de l'anémone de mer a été séquencé en 2007, on a découvert qu'il était très similaire à celui de l'homme, tant au niveau du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de gènes, avec environ 20 000 gènes, que de l'organisation (Une organisation est), rappelle Heather Marlow, spécialiste en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres vivants...) du développement au sein de l'unité Génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du...) et épigénomique du développement des vertébrés (Les vertébrés forment un sous-embranchement du règne animal. Ce taxon, qui dans sa version moderne exclut les myxines, est considéré comme monophylétique. Il appartient à l'embranchement des Chordés,...) à l'Institut Pasteur (L’Institut Pasteur est une fondation française privée à but non lucratif qui se consacre à l'étude de la biologie, des microorganismes, des maladies...) et principale auteure de l'étude. Ces similarités font de l'anémone de mer un modèle idéal (En mathématiques, un idéal est une structure algébrique définie dans un anneau. Les idéaux généralisent de façon féconde l'étude de la...) pour étudier le génome animal et comprendre les interactions qui se jouent entre les gènes". Autre point (Graphie) fort: sa position stratégique dans l'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres acquièrent une structure rigide composée d'un tronc qui peut...) du vivant. La branche évolutive des cnidaires à laquelle appartiennent les anémones s'est séparée de celle des bilatériens , autrement dit de la plupart des autres animaux y compris l'homme, il y a plus de 600 millions d'années. "L'anémone peut donc aussi nous aider à comprendre l'origine et l'évolution des multiples types cellulaires qui constituent les corps et organes des animaux, et notamment leur système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements...)", résume Heather Marlow.

Pour tenter d'en apprendre un peu plus sur les anémones de mer - et par conséquent sur l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être...) du règne animal -, l'équipe d'Heather Marlow a décidé d'ausculter ce cnidaire, cellule par cellule. Grâce à une technique innovante, les minuscules cellules de l'animal - qui ne font pas plus d'1 micron de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le...) - ont été isolées une à une, et leur ARN analysé. Car si l'ADN des chromosomes contient l'ensemble des gènes, l'ARN montre ceux-ci en activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.). "Le développement d'approches génomiques à l'échelle de la cellule unique permet de répertorier avec une grande précision les différents types cellulaires, mais également d'identifier les gènes responsables du fonctionnement de chacune de ces cellules", décrit Heather Marlow. Au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme....), et contre toute attente, ce sont plus d'une centaine de types cellulaires différents qui ont été identifiés, regroupés dans huit familles principales de cellules (musculaires, digestives, neuronales, épidermiques, etc.). Et l'une des grandes surprises de ces travaux concerne le système nerveux. En effet, près d'une trentaine de type de neurones différents - peptidergiques, glutamatergiques ou encore insulinergiques - ont été identifiés, révélant un système nerveux et sensoriel d'une relativement grande complexité.

Ces travaux devraient ainsi aider les spécialistes de l'évolution à préciser le portrait de l'ancêtre commun (En phylogénie, un ancêtre commun à plusieurs espèces est l'individu le plus proche dans le temps dont descendent toutes les espèces en question. Par exemple,...) dont dérivent d'une part les cnidaires (anémones) et de l'autre les animaux bilatériens (hommes). Ce dernier devait en effet déjà présenter une certaine complexité cellulaire. Par ailleurs, même si l'anémone semble très différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à...) de nous, elle nous révèle les règles fondamentales qui permettent aujourd'hui à ses cellules comme aux nôtres de remplir autant de fonctions différentes. "La cellule est l'élément de base qui constitue les êtres vivants. En définissant comment les informations codées par le génome déterminent l'identité de chaque cellule, nous espérons mettre au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport...) les mécanismes conservés entre tous les animaux qui sont essentiels pour leur développement et leur homéostasie", conclut Heather Marlow.
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