Ascidie Ciona intestinalis

 

 

Ciona intestinalis est une ascidie solitaire. Cet invertébré marin fait partie des Urochordés (ou Tuniciers). Les Appendiculaires, les Thaliacés et les Ascidies constituent les 3 classes d’Urochordés. Cette ascidie est largement répandue, présente aussi bien sur les côtes Européennes, en façade atlantique et méditerranée, que dans de nombreuses autres régions tempérées.

photo / Y. Fontana

Expertise d’EMBRC

Accès

  • Présents de manière abondante une grande partie de l’année dans les ports.
  • Possibilité de récolter des adultes sauvages fixés sur des collecteurs ou des pots de fleurs placés dans les ports, et d’expédition.
  • Maîtrise du cycle de vie (développement et reproduction en 2 à 3 mois) : obtention de  centaines de gamètes et fécondation in vitro dans de simples béchers. Parallèlement production de microalgues pour nourrir les larves.
  • Maintien en laboratoire des lignées dites sauvages de ciones pour fournir des géniteurs sains ; lignées de la 15ième génération de type B (et lignées endogames de la 9ième génération) et de la 2nde de type A.

Outils disponibles

  • Cet organisme est hermaphrodite mais la fécondation externe est croisée. Le cycle de vie est très court et varie selon la température de 8 jours à 15°C à moins de 2 jours à 29°C.
  • Les gamètes sont faciles à collecter et la fécondation in vitro à mettre en œuvre en laboratoire.
  • Le développement embryonnaire est externe, ce qui facilite son accès à l’expérimentation, et rapide (moins de 24h) : à 18°C une larve capable de nager éclot 18h après la fécondation, puis quelques jours après  se fixe par la tête sur un support, et se métamorphose.
  • Les précurseurs de différents tissus sont répertoriés et cartographiés dans l’embryon car le développement embryonnaire est synchrone, avec un lignage cellulaire invariant. Les larves sont constituées de seulement 2600 cellules organisées en peu de tissus faciles à observer, dont 36 cellules musculaires et 40 cellules de notochorde. Le corps est de petite taille avec un nombre de cellules faible : à l’éclosion, 550 cellules dont 20 cellules de la notochorde, et 20 cellules musculaires dans la queue de l’adulte.
  • Les embryons sont transparents, les adultes également, donc accessibles aux techniques d’imagerie cellulaire, à l’hybridation in situ in toto, à l’immunohistochimie et à l’utilisation de marqueurs fluorescents.
  • Ils sont faciles à manipuler et l’analyse fonctionnelle de gènes est aisée. De nombreux outils moléculaires ont été développés et sont maitrisés : micro-injection de morpholinos ou d’ARN messagers aux stades 1 cellule ou deux cellules, électroporation de plasmides qui permet d’obtenir des centaines, voire des milliers d’embryons transgéniques par simple choc électrique, et modification du génome par utilisation des TAELN et CRISPR/Cas9.

Intérêt scientifique du modèle  

  • Ciona intestinalis est un organisme modèle pour l’étude des processus développementaux des chordés depuis le 19ème siècle.
  • Les Urochordés forment avec les Céphalochordés et les Vertébrés, le phylum des Chordés. Ceux-ci sont caractérisés par la présence d’un tube neural dorsal et par une notochorde. Cette organisation est partagée par les Urochordés mais uniquement à l’état larvaire, à l’exception des Appendiculaires qui conservent à l’état adulte une queue. A la métamorphose, la notochorde, la queue et le tube nerveux des larves disparaissent. Les adultes (vivant fixés, solitaires ou en colonie) présentent deux siphons, l’un inhalant, l’autre exhalant, leur permettant de filtrer l’eau de mer. Ils sont entourés d’une tunique sécrétée par l’épiderme et qui contient de la cellulose, fait exceptionnel dans le règne animal.
  • Les tuniciers ont un positionnement évolutif clé car ils sont considérés comme les Invertébrés les plus proches des Vertébrés. Leur génome n’a pas subi de duplication totale, facilitant les analyses fonctionnelles des gènes du fait de la quasi absence de leur redondance. Ciona intestinalis se révèle donc très pratique pour caractériser les réseaux de gènes (GRN) pour la mise en place de structures et de fonctions. L’existence d’autres espèces d’ascidies en tant qu’organismes modèles offre l’opportunité d’aborder des études evo-devo de mécanismes cellulaires, moléculaires et génétiques.
  • Deux espèces distinctes, type A et type B ont été identifiées chez Ciona intestinalis, conférant à cette dernière l’avantage de pouvoir procéder à des études sur les mécanismes de spéciation.

Ressources génétiques disponibles

  • Le génome de Ciona intestinalis est séquencé; il est de petite taille avec 160 Mb et 14 paires de chromosomes, et contient 16000 gènes, ce qui correspond à un génome très compact.
  • Marqueurs génétiques pour distinguer les deux types A et B.

Bases de données