La méduse Clytia, une championne de la régénération

Publié par Adrien le 29/09/2020 à 16:12
Source: CNRS INSB
Qu'arrive-t-il à une méduse taillée en pièce par un prédateur ? Une étude, parue dans la revue eLife, décrypte les mécanismes cellulaires et moléculaires permettant à une méduse découpée en morceaux de régénérer autant de petites méduses en un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) record, de quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :) à quelques jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...). L'étude met en évidence un rôle insoupçonné et essentiel des tensions cellulaires et des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) musculaires dans ce processus de régénération.


Figure: Régénération d'une méduse fonctionnelle à partir d'un fragment. Huit heures après dissection (ligne pointillé), le fragment reprend une forme circulaire et peut de nouveau nager. Les fibres musculaires se rassemblent alors en un point (Graphie) (flèches orange), qui deviendra à son tour le site de régénération d'une nouvelle bouche (La bouche (encore dénommée cavité buccale ou cavité orale) est l'ouverture par laquelle la nourriture d'un animal entre dans son corps. Le mot gueule s'utilise aussi, mais avec un...). Quatre jours après dissection la petite méduse a régénéré sa bouche et son estomac (L’estomac (en grec ancien στόμαχος) est la portion du tube digestif en forme de poche, située entre...) (flèche orange à 4 jours), et peut de nouveau se nourrir.
© Lucas Leclère

La mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) est un milieu dangereux, d'autant plus si vous êtes une fragile et gélatineuse méduse et cela même si vous possédez des tentacules urticants. Les méduses sont notamment la proie (Une proie est un organisme capturé vivant, tué puis consommé par un autre, qualifié de prédateur.) de nombreux animaux marins et subissent toute leur vie (La vie est le nom donné :) des blessures pouvant aller jusqu'à leur mise en pièces. Comme elles se propulsent dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) grâce à leur corps en forme de cloche, une blessure (Une blessure est une lésion, physique ou psychique, faite involontairement ou dans l'intention de nuire.) peut les empêcher de nager, entrainant leur chute vers le fond de la mer. Elles possèdent en outre différents organes, pour la nutrition (La nutrition (du latin nutrire : nourrir) désigne les processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement. La nutrition est également une science...) (la bouche), la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude Passeron paru en 1970...) (quatre gonades, mâle ou femelle) et la chasse (les tentacules), ceux-ci pouvant aussi être endommagés ou détruits. Il leur est donc impératif, en cas de dommage, de retrouver rapidement une forme en cloche adaptée à la nage et de régénérer leurs organes. Ces capacités de régénération avaient été observées chez certaines méduses, mais la façon dont elles parviennent à le faire restait inexplorée.

La petite méduse Clytia hemisphaerica a livré quelques-uns de ces secrets. Une méduse de cette espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de...) coupée en deux, quatre ou même huit fragments, reforme autant de petites méduses capables de nager, de manger et de se reproduire. Les scientifiques ont démontré que, quelle que soit la blessure infligée à la méduse (La Méduse est une frégate française qui a fait naufrage le 2 juillet 1816 sur le banc d'Arguin, au large des côtes de Mauritanie, faisant 390 morts et 15 survivants, dont 5 sont...), la partie restante reprend une forme en cloche en seulement quelques heures. Ce mécanisme de remodelage ne consiste pas en une reformation de la partie perdue, mais en une réorganisation de la partie restante. Dans un second temps, les organes perdus peuvent régénérer en moins d'une semaine, et notamment la bouche en seulement quatre jours. Ce processus de reformation de l'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est...) manquant requière lui la production de nouvelles cellules et la mobilisation de cellules souches venant de différentes parties de la méduse.

Mais comment la méduse peut-elle remodeler son corps de façon aussi rapide ? Et comment.
fait-elle pour identifier quelle partie est à régénérer ? Afin de comprendre la logique (La logique (du grec logikê, dérivé de logos (λόγος), terme inventé par Xénocrate signifiant à la fois raison, langage, et...) sous-jacente, les chercheurs ont exploité les facultés de remodelage et régénération de la méduse Clytia, en analysant des milliers de méduses découpées de très nombreuses façons.

La reprise rapide de la forme en cloche ressemble beaucoup, dans son mécanisme, à la cicatrisation des plaies cutanées, dont nous sommes tous familiers. Une contraction des cellules autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) de la blessure, en agissant comme le cordon qui renferme une sacoche, remodèle le trou jusqu'à ce que la forme de la méduse réapparaisse. Ensuite, les muscles radiaires présents sous la cloche entrent en jeu: ils se réorganisent en fonction des tensions générées par la blessure jusqu'à se retrouver comprimés en un amas proche de la blessure. Le déclenchement ou non de la régénération de la bouche est déterminé par le destin de cet amas de muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu...), lui-même contrôlé par les forces se développant dans l'ombrelle au cours du remodelage. On peut ainsi prédire le site de formation de la nouvelle bouche par la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) de réorganisation des muscles au cours du remodelage. Ce système simple et robuste basé sur les tensions cellulaires permet à la méduse d'identifier si la bouche est manquante et si elle est à régénérer.

Chez la méduse Clytia, le rôle des muscles ne se limite donc pas seulement à la fonction conventionnelle de contraction; ils agissent aussi comme régulateurs de la régénération. Clytia rejoint le petit nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'espèces pour lesquelles un rôle des muscles dans le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) des mécanismes de régénération commence à être décrypté. Cette première étude inaugure donc la méduse Clytia comme nouveau modèle d'étude de la régénération à fort potentiel. La méduse nous ouvre de nouvelles pistes de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) pour mieux comprendre comment la faculté de régénération est apparue chez les animaux, et pourquoi seules certaines espèces en sont pourvues.

Pour en savoir plus:
Pattern regulation in a regenerating jellyfish.
Sinigaglia C, Peron S, Eichelbrenner J, Chevalier S, Steger J, Barreau C, Houliston E, Leclère L.Elife. 2020 Sep 7;9:e54868. doi: 10.7554/eLife.54868.

Laboratoire:
Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche-sur-Mer (LBDV) - (CNRS, Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du théologien du XIIIe siècle Robert de Sorbon, le fondateur du collège de Sorbonne,...) Université)
Institut de la Mer, LBDV, 181 chemin du Lazaret, 06230 Villefranche-sur-Mer.
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