Le poisson-zèbre modélise la régulation et les maladies humaines

Le poisson-zèbre (Danio rerio) est un organisme modèle fondamental en recherche biologique, particulièrement pour l'étude des pathologies humaines ou pour découvrir de nouvelles molécules. Les propriétés essentielles qui ont contribué à la généralisation de son utilisation sont par exemple, sa souplesse génétique, sa reproduction rapide et surtout la transparence de son organisme qui facilite l'observation des mouvements cellulaires ou de l'expression génétique.

Le projet ZF-HEALTH («Zebrafish regulomics for human health»), financé par l'UE, est une continuation du projet ZF-MODELS.Les chercheurs ont utilisé plusieurs technologies et outils développés pendant le projet ZF-MODELS pour phénotyper un grand nombre de gènes régulateurs associés aux pathologies humaines.

Les chercheurs ont généré des lignées de poissons portant une mutation sur 14 586 gènes, ce qui représente environ 55 % de tous les gènes codant pour une protéine. L'objectif est actuellement d'éliminer tous les gènes du poisson-zèbre codeurs de protéines. L'évaluation en cours des phénotypes comportementaux a pu identifier plus de 200 phénotypes anormaux grâce à la reconstruction numérique 4D d'embryons en développement.

Une part significative des travaux consiste en l'identification des régions régulatrices des gènes mutés à l'aide de la bioinformatique et de la transgénique et en leur comparaison avec leurs équivalents humains importants pour les maladies. Les chercheurs ont fourni de nouvelles prévisions à échelle du génome sur les blocs régulateurs génomiques de trois espèces (le poisson-zèbre, le tétraodon, l'homme) en tant que génomes de référence. Ils ont établi un visualisateur génomique présentant des éléments non codeurs biens conservés, des séquences synténiques de gènes conservés dans des chromosomes et des marqueurs épigénétiques du génome humain complet.

Une grande partie des données et images générées par ZF-HEALTH a permis de faire progresser le site Zebrafish brain atlas. Un logiciel spécial a été développé pour associer les parties anatomiques du cerveau avec leur profil spécifique d'expression génétique et les associer à certaines pathologies humaines. Un explorateur du cerveau à disposition de la communauté scientifique peut, de plus, comparer l'expression de nombreux gènes et de cartographier des parties du corps.

La diffusion des résultats continue à être réalisée. Au cours de la troisième année du projet, les membres du consortium ont réalisé 150 présentations lors de conférences, séminaires, ateliers scientifiques et de séminaires externes ainsi que 19 présentations publiques, et publié 28 articles dans des revues scientifiques révisées par des pairs. Dans l'ensemble, l'étude ZF-HEALTH promet un énorme potentiel en recherche translationnelle et ses découvertes pourraient permettre de mieux comprendre les mécanismes de régulation génétique chez l'homme et leur implication dans la maladie.