4.2: Introduction au poussin: Gallus gallus domesticus

Le poulet en développement, ou poussin, officiellement connu sous le nom de Gallus gallus domesticus, est un système modèle important pour la recherche biomédicale. Dans chaque œuf de poule se trouve un embryon qui peut être soumis à des manipulations génétiques et embryologiques. Une telle expérimentation est pertinente pour la santé humaine et la maladie, en raison des similitudes entre les génomes humains et de poulets. Cette vidéo présente un aperçu du système de modèles de poussins, certaines découvertes clés faites chez les poussins et quelques exemples passionnants de la façon dont ils sont utilisés dans les laboratoires aujourd’hui.

Avant de parler de la valeur scientifique du poussin, passons en revue quelques notions de biologie de base du poulet. Comme les reptiles et les mammifères, Gallus gallus appartient au clade des vertébrés Amniota, défini par la présence de membranes extra-embryonnaires qui soutiennent le développement de l’embryon. L’évolution de ce système de membranes à l’intérieur de l’œuf a permis à l’amniote ancestral d’habiter un environnement terrestre il y a des millions d’années, ce qui prouve à peu près que c’est l’œuf qui est venu en premier !

Au sein de la classe Aves, les poulets appartiennent à la famille des oiseaux terrestres Phasianidae, qui passent la majeure partie de leur vie sur terre. Les oiseaux que nous connaissons comme une source de nourriture savoureuse sont en fait une sous-espèce de Gallus gallus, communément appelée sauvagine rouge, qui habite l’Asie du Sud-Est. Aujourd’hui, des milliards de poulets sont élevés pour la production de viande et d’œufs dans le monde entier.

De toute évidence, ces oiseaux constituent une grande partie de l’alimentation humaine, mais qu’aiment-ils manger ? Les poulets sont omnivores qui parcourent le sol à la recherche d’insectes, de graines et de végétation. Les poules femelles, ou poules, ont particulièrement besoin d’un bon repas car elles mettent beaucoup d’énergie dans la fabrication d’œufs, qui sont pondus presque tous les jours. Si un mâle est dans les parages, vous le saurez ; Les coqs sont plus grands, plus colorés et beaucoup plus bruyants !

Lorsque les coqs et les poules se réunissent pour s’accoupler, le cycle de vie commence par la fécondation interne. Un ovule est pondu 25 heures plus tard, contenant un embryon multicellulaire. Après 21 jours d’incubation, un poussin éclot. La maturité sexuelle se produit à 31 semaines chez la plupart des poulets, complétant ainsi le cycle.

Voyons maintenant pourquoi cet animal de ferme commun est populaire dans la recherche scientifique. Tout d’abord, il est facile d’obtenir des œufs de poule fécondés à un coût relativement bas, toute l’année. Deuxièmement, les expériences de développement peuvent être chronométrées avec précision en régulant la température d’incubation.

Troisièmement, puisque l’embryon se développe à l’extérieur, les scientifiques n’ont qu’à découper une fenêtre dans la coquille pour accéder à la plupart des stades de développement. Les embryons tolèrent également assez bien les manipulations expérimentales, car le blanc d’œuf, ou albumine, est naturellement antibactérien.

Enfin, les génomes du poulet et de l’homme sont hautement conservés. Malgré le fait que le génome du poulet fait environ un tiers de la taille de l’homme, il contient un nombre similaire de gènes. Parmi ceux-ci, 60 % correspondent à un gène humain, et sont en moyenne 75 % identiques à leur homologue humain.

Maintenant que nous avons discuté de ce qui fait des poussins un excellent modèle, passons en revue certaines des principales découvertes faites dans ce système. Les recherches sur les poussins remontent à la Grèce antique, lorsqu’Aristote a postulé que les membranes extra-embryonnaires qu’il a observées dans le développement des œufs de poule, ainsi que le placenta humain et le cordon ombilical, fournissent tous deux une nutrition cruciale à l’embryon. De nombreuses années plus tard, en 1672, Marcello Malpighi a décrit pour la première fois les structures fondamentales des vertébrés dans l’embryon de poulet en développement, telles que le tube neural, qui forme le système nerveux ; et les somites, qui donneront naissance à de multiples tissus, comme le muscle squelettique.

En 1817, Heinz Christian Pander a étudié des embryons de poulet à un stade précoce et a découvert trois couches primordiales de cellules connues sous le nom de couches germinales. Les cellules de ces couches : l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme, forment tous les tissus qui composent un organisme. Pour ce travail, Pander a obtenu le titre de : Le fondateur de l’embryologie.

En 1951, Viktor Hamburger et Howard L. Hamilton ont publié une série de 46 mises en scène pour identifier les embryons en fonction de l’anatomie, des œufs fraîchement pondus à l’éclosion. La série de stades Hamburger et Hamilton offre aux biologistes des poussins un moyen de normaliser la stadification des embryons qu’ils étudient, en réduisant les variables introduites par les différentes températures d’incubation.

Toujours dans les années 1950, Rita Levi-Montalcini a découvert un facteur mystérieux qui provoquait la croissance des neurones des poussins lorsqu’ils étaient exposés à des tumeurs de souris greffées. Stanley Cohen a aidé à identifier ce composé inconnu comme NGF, ou facteur de croissance nerveuse. Pour ce travail, ils ont remporté le prix Nobel en 1986.

Maintenant que nous avons discuté de la façon dont la recherche sur les poussins a conduit à des découvertes importantes, jetons un coup d’œil à la façon dont les poussins sont utilisés dans les laboratoires aujourd’hui.

Tout d’abord, les embryons de poulet sont fréquemment utilisés pour suivre les mouvements cellulaires précoces. Pour pouvoir distinguer les cellules de leurs voisines, les scientifiques transplantent des cellules d’autres espèces aviaires, comme la caille, dans des embryons de poussin. À l’aide de marqueurs spécifiques aux cailles, les cellules sont suivies pendant des jours au fur et à mesure qu’elles sont incorporées dans des structures en développement.

Les poussins sont également extrêmement utiles pour étudier les modèles neuronaux. Le tissu neural prélevé sur un embryon peut être utilisé pour examiner le tracé axonal, les circuits et même l’activité neuronale.

Enfin, la membrane chorioallantoïde, aussi appelée CAM, est une membrane hautement vascularisée fréquemment utilisée pour la recherche sur le cancer. Les embryons de poulet sont naturellement immunodéficients, ce qui permet aux cellules cancéreuses humaines transplantées de réquisitionner facilement les vaisseaux sanguins à l’intérieur du CAM pour établir des tumeurs. La propagation des cellules cancéreuses, ou métastases, peut être facilement étudiée dans ce test très utile.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE à Gallus gallus. Cette vidéo a fourni un bref aperçu de ces oiseaux, des caractéristiques qui font de leurs embryons d’excellents organismes modèles, d’importantes découvertes scientifiques faites chez le poussin et un aperçu de la façon dont ils sont utilisés dans la recherche biologique. Merci d’avoir regardé !