Le département de biologie présente des recherches sur les états et le destin des cellules du poisson zèbre

Jeffrey Farrell, chercheur de l’Institut national de la santé infantile et du développement humain, a présenté ses recherches sur le développement des cellules du poisson zèbre le 2 novembre dans le cadre du série de séminaires du département de biologie.

Les recherches de Farrell sur la différenciation et la spécialisation des cellules du poisson zèbre montrent comment les cellules du corps génétiquement identiques spécialisent leur apparence et leurs fonctions en activant certains gènes. Ses travaux profitent des récentes avancées technologiques en biologie pour cartographier l’évolution des cellules du poisson.

« Vous avez des cellules musculaires spécialisées pour la contraction. Vous avez des cellules dans votre rétine – des photorécepteurs – qui sont spécialisées dans la détection de la lumière », a déclaré Farrell au Hoya. « Le même ADN se trouve essentiellement dans toutes ces cellules. Mais il existe ensuite des différences dans la mesure où ils utilisent certaines de ces instructions et pas d’autres qui en font une cellule sanguine ou un photorécepteur.

Mark Rose, directeur du département de biologie, a déclaré que l’utilisation du poisson zèbre comme modèle animal permet d’appliquer les recherches de Farrell sur les tissus musculaires lisses qui composent le foie, l’estomac et d’autres organes internes à la biologie humaine.

“Chez le poisson zèbre, la raison pour laquelle les gens l’utilisent est parce qu’il s’agit d’un vertébré, et il s’avère que la génétique est beaucoup plus puissante que celle d’une souris”, a déclaré Rose à The Hoya. “Les développements de l’étude et ce qu’ils y ont appris sur les cellules musculaires lisses sont pertinents pour la façon dont les cellules musculaires lisses apparaissent chez l’homme.”

Rose a déclaré que les recherches de Farrell présentent de nouveaux mécanismes permettant de classer les cellules avec plus de précision et d’identifier leurs fonctions spécifiques sur la base de marqueurs génétiques.

« Le développement du muscle lisse n’était vraiment pas clair. Nous avons entendu parler de ces deux types différents de cellules musculaires longitudinales et axiales. Ils n’avaient pas vraiment été séparés, on ne savait pas tout à leur sujet », a déclaré Rose. “Farrell a pu montrer grâce à son analyse que non seulement il existait deux cellules différentes, mais également que leurs profils d’expression génique présentaient des caractéristiques uniques.”

Eric Glasgow, professeur adjoint au département d’oncologie de la faculté de médecine de l’université de Georgetown, qui mène ses propres recherches sur le poisson zèbre, a déclaré que Farrell avait exploité la technologie moderne pour lire de nombreuses séquences génétiques, sous forme de transcriptions d’ARN, afin d’aider à déterminer le les caractéristiques physiques de la cellule.

« Pouvons-nous examiner toutes les différentes transcriptions d’ARN qui sont réalisées ? Cela représente beaucoup de séquençage et beaucoup de calculs, car vous avez beaucoup de séquences qui vont représenter chaque ARN exprimé », a déclaré Glasgow à The Hoya. “Et c’est vraiment l’aspect informatique de la recherche de Farrell : prendre cette quantité massive de données et pouvoir ensuite l’utiliser pour suivre le destin de cellules individuelles.”

Glasgow a déclaré que les découvertes de Farrell pourraient être appliquées à la recherche sur le cancer grâce à une nouvelle compréhension des classifications cellulaires, en particulier des cellules importantes pour la signalisation, telles que les communicateurs intestinaux.

« L’aspect translationnel le plus intéressant était le nouveau type de cellule dans l’intestin. C’est une cellule de signalisation qui reçoit et transmet des informations. Ces types de cellules ont tendance à être très importants pour le développement du cancer », a déclaré Glasgow. “Nous pouvons désormais créer des modèles et modifier ce qui se passe dans cette cellule, ce qui pourrait affecter le cancer du côlon et ses conséquences.”

Farrell a déclaré qu’il croyait que la technologie moderne permettait d’obtenir une production élevée de données et qu’il était enthousiasmé par les recherches futures.

« L’échelle à laquelle nous pouvons faire des choses en biologie a radicalement changé au cours de la dernière décennie. Nous avons toutes ces prédictions sur les signaux et quels gènes individuels sont importants pour le comportement des cellules intestinales », a déclaré Farrell. “Les progrès de la technologie, de la miniaturisation et des capacités informatiques ont permis d’atteindre une échelle biologique difficile à atteindre auparavant.”

Le suivi de la spécialisation cellulaire par Farrell est un exemple de progrès technologique qui a permis de réduire le temps nécessaire aux nouveaux développements.

“C’est le genre de chose que deux d’entre nous, chercheurs dans un laboratoire, pouvons désormais réaliser en l’espace de quelques années, mais auparavant, c’était le genre de chose qui prenait plusieurs décennies à des équipes entières de chercheurs”, Farrell ajoutée.