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Le poisson zèbre incroyablement utile: leur application dans la science du sommeil

Le poisson zèbre incroyablement utile: leur application dans la science du sommeil


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Les poissons zèbres sont des créatures incroyables. Ils sont courants dans de nombreux aquariums du monde entier et sont également très utiles pour la recherche scientifique.

Les études sur le sommeil sont un domaine dans lequel elles sont utilisées pour faire des percées importantes. Dans une étude récente, les chercheurs pourraient faire un pas de plus pour comprendre pourquoi nous dormons.

Cela ouvrirait également la porte à de meilleurs traitements pour la privation de sommeil et d'autres troubles liés au sommeil.

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Le rôle du poisson zèbre dans les études sur le sommeil

Le poisson zèbre est un animal de test courant pour la recherche scientifique. De la création de nouveaux médicaments à l'étude des moyens de traiter l'autisme, ils ont des caractéristiques spécifiques qui les rendent idéaux pour cela.

Certaines études récentes les ont utilisées pour nous aider à comprendre les mystères du sommeil. Par exemple, les chercheurs ont pu identifier les habitudes de sommeil dans le cerveau du poisson zèbre dans une étude récente publiée dans le JournalLa nature.

En utilisant une combinaison de génie génétique et une technique spécialement développée pour scanner l'ensemble du poisson zèbre, l'équipe a fait des découvertes intéressantes. Le gène qu'ils ont inséré a été exprimé sous forme de protéines fluorescentes qui fluorescent lorsque le calcium dans la cellule augmente.

Une augmentation du calcium de cette manière est souvent utilisée comme indicateur d'une activité physiologique accrue. Ainsi, plus un muscle ou une paupière, ou des neurones dans le cerveau se mettent à feu, plus ils «clignotent».

En se concentrant sur le cerveau, les chercheurs ont pu enregistrer l'activité cellulaire en temps réel.

Cela peut ne pas sembler trop remarquable, mais il s'avère que ces modèles sont incroyablement similaires à ceux des êtres humains.

Les chercheurs, selon National Geographic, estiment que ces «schémas de sommeil similaires chez les poissons et les mammifères peuvent offrir des indices sur l'évolution du sommeil chez nos ancêtres communs, ce qui pourrait, à son tour, nous aider à mieux comprendre la fonction biologique de s'endormir».

Cela pourrait amener la communauté scientifique à comprendre pourquoi nous dormons même pas du tout. À ce jour, il n'y a vraiment pas de consensus sur cette question apparemment simple.

L'étude mentionnée précédemment semble indiquer que le sommeil, en particulier les stades REM, doit avoir eu un bénéfice évolutif très précoce, évoluant de plus de 450 millions d'années depuis.

Mais ce n'est pas seulement intéressant d'un point de vue évolutif. Ce type de recherche impliquant le poisson zèbre pourrait ouvrir la voie au développement de futurs médicaments pour aider à traiter ce que certains ont appelé une épidémie croissante de privation de sommeil dans de nombreux pays du monde.

Quelle est la particularité du poisson zèbre?

Poisson zèbre (ou Danio rerio) ne sont pas seulement des créatures d'une beauté saisissante, mais elles sont également très utiles pour la recherche scientifique. Ils appartiennent à la famille des poissons vairons (Cyprinidae), sont une vue commune dans de nombreux aquariums dans les deux maisons et, il s'avère, dans les laboratoires.

Pour les humains, le poisson zèbre a peu de valeur économique pour la nourriture ou comme aliment pour d'autres animaux, mais il est très populaire dans le commerce des aquariums. Ces petits poissons tropicaux d'eau douce ont des qualités spécifiques qui les rendent idéaux pour diverses raisons.

Dans leur stade de développement embryonnaire, le poisson zèbre est transparent. Cela les rend parfaits pour que les scientifiques puissent scruter leur travail intérieur avec une relative facilité.

Les embryons de poisson zèbre se développent également très rapidement et, en fin de compte, environ 70 pour cent de nos gènes ont un homologue de poisson zèbre. De l'œuf fécondé à l'éclosion en tant que larve nageant librement, il faut un peu moins de trois jours et le poisson atteint sa maturité en environ trois mois.

Ainsi, si les chercheurs modifient le génome basal du poisson, ils peuvent voir très rapidement les effets de leur travail. Les changements peuvent être analysés et examinés rapidement.

Pour cette raison, le poisson zèbre est souvent l'un des animaux les plus couramment utilisés comme sujets de test ou organismes modèles pour développer des thérapies, pour diverses conditions médicales humaines. Ils sont également devenus très populaires pour aider les scientifiques à développer certains traitements pour les troubles cérébraux.

Fait intéressant, le poisson zèbre est l'une des rares espèces de poisson à avoir également été transportée dans l'espace. À bord de l'ISS, des poissons zèbres ont été utilisés pour examiner les effets de la gravité sur le maintien musculaire chez les animaux.

À quoi sert le poisson zèbre et quels sont les avantages?

Comme nous l'avons déjà mentionné, le poisson zèbre est utilisé pour de nombreuses expériences scientifiques. En fait, ils sont utilisés à cette fin depuis les années 1960 et 1970.

À ce jour, le poisson zèbre a été utilisé pour divers projets de recherche, y compris, mais sans s'y limiter, les suivants:

  • L'étude du clonage
  • Biologie du développement

  • Oncologie

  • Toxicologie

  • Etudes de la reproduction

  • Tératologie

  • La génétique

  • Neurobiologie

  • Sciences environnementales

  • Recherche sur les cellules souches

  • Médecine régénérative

  • Dystrophies musculaires

  • Théorie évolutionniste

Quels sont les avantages de l'utilisation du poisson zèbre pour la recherche?

Leurs principaux avantages pour la recherche sont les suivants (avec l'aimable autorisation de yourgenome.org):

  • Le poisson zèbre est petit et robuste.

  • Ils sont moins chers à entretenir que les souris.

  • La pause de la lumière du jour déclenche l'accouplement chez le poisson zèbre (les autres poissons ne pondent que dans l'obscurité).

  • Le poisson zèbre peut produire des centaines de descendants à des intervalles hebdomadaires, ce qui fournit aux scientifiques une quantité suffisante deembryons étudier.

  • Ils se développent à un rythme extrêmement rapide, se développant autant en une journée qu'un embryon humain se développe en un mois.

  • Les embryons de poisson zèbre sont presque transparents, ce qui permet aux chercheurs d'examiner facilement le développement des structures internes. Chaque vaisseau sanguin d'un embryon de poisson zèbre vivant peut être vu à l'aide d'un simple microscope à faible puissance.

  • Comme les œufs de poisson zèbre sont fécondés et se développent en dehors du corps de la mère, c'est un organisme modèle idéal pour étudier le développement précoce.

  • Le poisson zèbre a une structure génétique similaire à celle des humains. Ils partagent 70 pour cent de leurs gènes avec nous.

  • 84 pour centdes gènes connus pour être associés à la maladie chez l'homme ont un homologue de poisson zèbre.

  • En tant que vertébré, le poisson zèbre a les mêmes organes et tissus principaux que les humains. Leurs muscles, leur sang, leurs reins et leurs yeux partagent de nombreuses caractéristiques avec les systèmes humains.

  • Le poisson zèbre a la capacité unique de réparer le muscle cardiaque. Par exemple, si une partie de leur cœur est enlevée, ils peuvent le repousser en quelques semaines. Les scientifiques s'efforcent de découvrir les facteurs spécifiques impliqués dans ce processus pour voir si cela les aidera à développer des moyens de réparer le cœur chez les humains souffrant d'insuffisance cardiaque ou chez ceux qui ont souffert de crises cardiaques.

  • Le génome du poisson zèbre a été entièrement séquencé à une très haute qualité. Cela a permis aux scientifiques de créermutations en plus de 14 000 gènes pour étudier leurs fonctions.

Quelle quantité d'ADN les humains partagent-ils avec le poisson zèbre?

Nous avons beaucoup en commun avec le poisson zèbre, comme mentionné précédemment. Selon diverses sources, le poisson zèbre partage en fait autour 70 pour cent de leur ADN avec les humains. Non seulement que, 84 pour cent des gènes du génome humain connus pour être associés à des maladies ont des homologues dans le génome du poisson zèbre. Cela en fait des sujets de test idéaux pour le développement de thérapies géniques et de produits pharmaceutiques.

Le poisson zèbre, comme les humains, a également eu son génome entièrement séquencé. Ce qui est pratique.

Cela les rend très utiles dans les projets de recherche dans lesquels les gènes sont modifiés et les résultats analysés. Une bonne métaphore pour cela serait de retirer un morceau d'une voiture et de voir ce qui se passe:

"Par exemple, lorsque le volant d'une voiture est enlevé, il ne peut aller que dans une seule direction", a déclaré Keith Cheng de l'Université Penn State dans une étude du génome humain du poisson zèbre.

«Puisqu'il est contraire à l'éthique de modifier des gènes aléatoires chez les humains, nous utilisons des organismes modèles dans lesquels la fonction d'un gène est« assommée »ou« assommée ». En conséquence, nous pouvons créer des mutations dans n'importe quel gène. Les chercheurs peuvent observer le résultat dans des embryons mutants, parfois à des stades de vie adultes. " il ajouta.


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