La collection d’amphibiens comprend à la fois des espèces sauvages de Xenopus et des lignées transgéniques servant pour la recherche scientifique fondamentale et en particulier pour la détection de polluants environnementaux. Dans le monde, les différents amphibiens sont menacés par les changements climatiques et la pollution.


Présentation
La collection vivante d’amphibiens est destinée à la recherche scientifique, notamment pour comprendre comment un processus complexe comme la métamorphose (c’est-à-dire comment un têtard devient une grenouille) se déroule. La collection comprend deux espèces sauvages appartenant au genre XenopusXenopus laevis et Xenopus tropicalis, respectivement originaires d’Afrique australe et d’Afrique tropicale — faisant partie de la famille des Pipidae. Les Xenopus sont des espèces exclusivement aquatiques. Ces animaux introduits comme animal modèle de laboratoire, s'élèvent et se reproduisent facilement en aquarium. La collection se compose d’un grand nombre de spécimens adultes, mais nous élevons également des têtards de Xenopus.

Une des activités spécifiques de notre unité de recherche est de générer des lignées de Xenopus transgéniques, utilisées pour répondre à des questions biologiques impliquant particulièrement la signalisation thyroïdienne et sa perturbation Cette signalisation, médiée par les Hormones Thyroïdiennes, intervient dans la physiologie de tous les vertébrés. Le rôle de ces hormones est essentiel pour assurer un développement normal de l’animal mais elles agissent aussi dans le contrôle du métabolisme général, assurant l’homéostasie de l’ensemble du corps. (Pour plus d’information sur la signalisation thyroïdienne vous pouvez consulter le site de l’UMR 7221)

La collection s’enrichit régulièrement par la génération de nouvelles lignées transgéniques liées aux projets développés dans notre laboratoire, ou en collaboration avec d’autres laboratoires de recherche. Elle est hébergée au sein du laboratoire "Évolution des régulations endocriniennes" (UMR 7221 MNHN/CNRS).

Histoire
L'espèce Xenopus laevis a été introduite dans les laboratoires dans les années 1950. Elle était utilisée pour effectuer des tests de grossesse chez l’Homme (test de Hogben). Cette espèce a ensuite été largement utilisée dans les laboratoires de biologie, comme un animal modèle de choix pour étudier le développement embryonnaire précoce.

L'espèce Xenopus tropicalis a été introduite plus récemment dans les laboratoires, en raison de sa taille plus petite, de son temps de génération plus rapide que celle de son proche parent Xenopus laevis, mais surtout de son génome diploïde (composé de 10 paires de chromosomes). En effet, son génome qui a été entièrement séquencé en 2010, permet le développement d’approches génétiques qui étaient plus difficiles avec Xenopus laevis dont le génome est allotétraploïde (composé de 18 paires de chromosomes).

La collection d’animaux transgéniques a été initiée en 2001 (Coen et al, PNAS USA 2001). Une plateforme de transgénèse a été mise en place au sein du laboratoire afin de répondre aux demandes des différents projets, internes et collaboratifs. Cette collection est donc importante pour la recherche de base.

Activités
La collection d’amphibiens transgéniques a été constituée dans le cadre de programmes de recherches. L'intérêt principal de cette collection est de disposer d’animaux de référence qui trouvent des applications en recherche fondamentale, environnementale ou encore appliquée, fournissant des modèles d'étude pour répondre à des questions biologiques précises.

Dans notre laboratoire, un des axes principaux de recherche est l’étude de la signalisation par les Hormones Thyroïdiennes chez les vertébrés. La métamorphose du têtard en grenouille, dont le mécanisme sous-jacent à cette transformation est sous la dépendance exclusive de ces hormones thyroïdiennes, constitue en ce sens un excellent modèle d’étude de ces régulations hormonales et de leurs dysfonctionnements. De plus, la période périnatale chez les mammifères peut être comparée à la métamorphose des amphibiens, ces deux périodes montrant un pic caractéristique des hormones thyroïdiennes nécessaires au bon développement du futur adulte. Les espèces X. laevis et X. tropicalis sont donc des modèles de vertébrés non-mammifères particulièrement pertinents pour étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans cette signalisation.

En termes de recherche environnementale, le test XETA (Xenopus Embryo Thyroid signaling Assay) a été développé au laboratoire (Fini et al, Environ. Sci. Technol. 2007) et permet de cribler des polluants chimiques pour leur potentiel perturbateurs thyroïdiens. Ce test qui a fait l’objet d’un dépôt de brevet international, est en phase 2 dans le processus de validation par l’OCDE (organisation du Commerce et du Développement Economique) et a fait l’objet d’un transfert de technologies permettant d’aborder des problématiques de santé publique.

Enfin, cette collection est à la base de la création de l’entreprise WatchFrog. Fruit d’une collaboration entre notre équipe de recherche et cette entreprise, le Muséum et WatchFrog partagent aujourd’hui une licence d’exploitation de brevet.

Contacts
Laurent Coen, chargé de conservation : coen@mnhn.fr
Amaury de Luze, chargé de conservation : deluze@mnhn.fr
Jean Baptiste Fini : fini@mnhn.fr


Animaux non-transgéniques

Trois photos de Xenopus adultes, de gauche à droite une femelle X. tropicalis, un mâle X. tropicalis et un X. laevis albinos.

 

Animaux transgéniques

1. Têtard transgénique exprimant la protéine fluorescente verte sous le contrôle du promoteur de la Protéine Basique de la Myéline (pMBP-GFP) et la protéine fluorescente rouge sous le contrôle du promoteur de la ß-tubuline neurale (pNßt-RFP) © S. Le Mével - MNHN

2. Têtard transgénique de la lignée LH1, exprimant la protéine fluorescente verte sous le contrôle d’un promoteur inductible par les Hormones Thyroïdiennes. A gauche, têtard non traité comparé à un têtard traité par les Hormones Thyroïdiennes à droite © S. Le Mével - MNHN

3. Têtard transgénique exprimant la protéine fluorescente verte sous le contrôle du promoteur de l’actine cardiaque (pCAR-GFP) et la protéine fluorescente rouge sous le contrôle du promoteur de la ß-tubuline neurale (pNßt-RFP) © S. Le Mével - MNHN

4. Grenouille adulte transgénique exprimant la protéine fluorescente verte sous le contrôle d’un promoteur ubiquitaire, c’est-à-dire s’exprimant dans tout l’animal © L. Coen - MNHN