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Carte de densité électronique du facteur de transcription bactérien RsrR, avec son centre à 2 fers et 2 soufres et leurs liaisons chimiques en marron et jaune, les liaisons fer-protéine sont en pointillées. Les facteurs de transcription (FTs) sont des protéines régulatrices qui se fixent à l'ADN pour bloquer ou favoriser la synthèse d'autres protéines. Chez les bactéries, elles captent des perturbations venant de l'environnement et initient la réponse qui assure la survie de l'organisme. Afin d…

Organisation spatiale du génome du grillon dans le noyau d’un spermatozoïde en train de se former. Cette image est issue d’une simulation numérique d’un modèle mécanique des chromosomes. Les scientifiques cherchent à comprendre les mécanismes qui régissent le repliement du génome lors de la spermiogénèse (étape finale de la spermatogenèse, le processus de développement des spermatozoïdes), où les chromosomes passent d’une organisation plutôt désorganisée (régions bleues) vers un agencement plus…

Tumeur obtenue en réduisant les niveaux d’expression d’une protéine Polycomb. L’ADN est coloré en bleu. En vert, une protéine localisée à l’extrémité des cellules est marquée pour visualiser l’organisation cellulaire dans le tissu. L'organisation normale est perdue dans la tumeur. Les scientifiques ont découvert que le cancer peut être entièrement induit par des modifications épigénétiques. Ces modifications, qui participent à la régulation de l’expression des gènes, expliquent en partie…

Préparation de l'accouplement de poissons-zèbres. Un couple de poissons-zèbres (un individu femelle et un individu mâle) est isolé par un séparateur transparent dans un bac de reproduction. Le poisson-zèbre est une espèce ovipare à fécondation externe. Après échange de phéromones avec la femelle pendant la nuit, le mâle s'accouple en pressant le ventre de sa partenaire, afin qu'elle expulse ses ovocytes qu'il fécondera ensuite dans l'eau. Le séparateur permet de réguler le moment de l…

Préparation de l'accouplement de poissons-zèbres. Un couple de poissons-zèbres (un individu femelle et un individu mâle) est isolé par un séparateur transparent dans un bac de reproduction. Le séparateur permet de réguler le moment de l'accouplement et donc de la ponte, afin d'obtenir une grande quantité d'œufs fécondés au même moment. Après avoir passé une nuit dans ce bac, durant laquelle la libération de phéromones mâles va stimuler l'ovulation de la femelle, le séparateur est retiré afin…

Aquariums d'élevage de poissons-zèbres. Ce poisson grégaire vit parmi un banc de 8 à 10 individus au minimum. Il peut vivre jusqu’à 3 ans et atteindre 4 cm de long en aquarium. Le poisson-zèbre a le corps couvert de bandes horizontales, d'où son nom. La similarité génétique et physiologique du poisson-zèbre "Danio rerio" avec les humains, et le développement "ex utero" des embryons, fait de lui un modèle animal attrayant pour la recherche. C'est notamment le cas pour l'étude de maladies…

Poissons-zèbres adultes dans leurs aquariums d'élevage. Ce poisson grégaire vit parmi un banc de 8 à 10 individus au minimum. Il peut vivre jusqu’à 3 ans et atteindre 4 cm de long en aquarium. Il a le corps couvert de bandes horizontales, d'où son nom. La similarité génétique et physiologique du poisson-zèbre "Danio rerio" avec les humains, et le développement "ex utero" des embryons, fait de lui un modèle animal attrayant pour la recherche. C'est notamment le cas pour l'étude de maladies…

Poissons-zèbres adultes dans leurs aquariums d'élevage. Ce poisson grégaire vit parmi un banc de 8 à 10 individus au minimum. Il peut vivre jusqu’à 3 ans et atteindre 4 cm de long en aquarium. Le poisson-zèbre a le corps couvert de bandes horizontales, d'où son nom. La similarité génétique et physiologique du poisson-zèbre "Danio rerio" avec les humains, et le développement "ex utero" des embryons, fait de lui un modèle animal attrayant pour la recherche. C'est notamment le cas pour l'étude de…

Œufs fécondés de poissons-zèbres collectés dans une boîte de Petri. Les œufs, collectés dans les 20 minutes suivant leur fécondation, se composent d'une cellule surmontant un sac vitellin (en gris) entourés d'une membrane transparente appelée chorion. Ces œufs fécondés, fraichement récoltés, seront injectés avec des oligonucléotides modifiés appelés morpholinos, pour altérer l'expression de gènes cibles, impliqués dans le syndrome de Taybi-Linder. La similarité génétique et physiologique du…

Installation d'une micro-aiguille sur un porte aiguille pour injecter des embryons de poisson-zèbre. L'injection est réalisée à l'aide d'un système très précis et très reproductible, d'injection d'air sous pression. L'appareil propulse de l'air à travers un tube, au bout duquel se trouve l'aiguille d'injection, remplie de la solution à injecter. Ici, l'aiguille est chargée du mix d'injection qui contient un colorant rouge, le Phenol Red, permettant de visualiser le site d'injection dans l…

Embryons de poissons-zèbres observés sous une loupe binoculaire. Ils ont été récupérés et placés dans une boîte de Petri. Ils sont à leur stade le plus précoce, le stade dit "1-cellule". Chaque embryon est entouré d'une membrane externe, le chorion, qu'il faudra percer afin de réaliser une injection au cœur de l'embryon, juste à la base de la cellule unique. L'injection contient un colorant rouge, le Phenol Red, permettant de visualiser le site d'injection dans l'embryon et des oligonucléotides…

Alignement d'œufs fécondés de poissons-zèbres. Afin de réaliser les injections plus rapidement et aisément, les œufs sont alignés et bloqués dans une gélose prévue à cet effet, à l'aide d'une pince. Les rainures visibles dans la gélose, sont calibrées de façon à ce que les œufs puissent s'y loger et qu'ils ne bougent pas au cours de l'injection. Cette dernière contient un colorant rouge, le Phenol Red, permettant de visualiser le site d'injection dans l'embryon et des oligonucléotides modifiés,…

Œufs fécondés de poissons-zèbres alignés dans une boîte de Pétri et observés sous une loupe binoculaire. Afin de réaliser les injections plus rapidement et aisément, les œufs ont été alignés et bloqués dans une gélose prévue à cet effet. Cette disposition des œufs est optimale pour pouvoir injecter de façon rapide et précise. L'injection contient un colorant rouge, le Phenol Red, permettant de visualiser le site d'injection dans l'embryon et des oligonucléotides modifiés, appelés morpholinos,…

Microinjection d'œufs fécondés de poissons-zèbres. Une fois le volume calibré, le système d'injection prêt et les embryons alignés, les injections peuvent être réalisées. La petite taille des œufs et de l'aiguille nécessite de travailler sous loupe binoculaire. L'injection contient un colorant rouge, le Phenol Red, permettant de visualiser le site d'injection dans l'embryon et des oligonucléotides modifiés, appelés morpholinos, qui bloquent l'expression du gène impliqué dans le syndrome de…

Microinjection d'œufs fécondés de poissons-zèbres. Elle est réalisée sous loupe binoculaire à l'aide d'une fine aiguille qui permet de transpercer les œufs et d'introduire la solution dans la cellule. L'injection contient un colorant rouge, le Phenol Red, permettant de visualiser le site d'injection dans l'embryon et des oligonucléotides modifiés, appelés morpholinos, qui bloquent l'expression du gène impliqué dans le syndrome de Taybi-Linder. La similarité génétique et physiologique du poisson…

Sélection de poissons-zèbres mâles et femelles en vue de leur reproduction. Dans ce bac contenant des individus d'une même lignée, les mâles et les femelles sont sélectionnés et seront mis en accouplement le lendemain matin, pour obtenir des embryons fécondés à injecter. Ici, ce que les scientifiques veulent injecter, ce sont des oligonucléotides modifiés, appelés morpholinos, qui bloquent l'activité d'un petit ARN, mimant ainsi ce qui se produit chez des patients atteints du syndrome de Taybi…

Vue d'ensemble de l'animalerie aquacole du Plateau de recherche expérimentale en criblage in vivo (PRECI) de la Structure fédérative de recherche Biosciences, située à l’Institut de génomique fonctionnelle de Lyon. Elle accueille l’élevage des poissons-zèbres, modèle animal utilisé dans le cadre du projet de recherche sur le syndrome de Taybi-Linder. La similarité génétique et physiologique du poisson-zèbre "Danio rerio" avec les humains, et le développement "ex utero" des embryons, fait de lui…

Observation d'embryons de poissons-zèbres à la loupe binoculaire pour voir leur morphologie globale. L'impact de l'injection d'oligonucléotides modifiés, appelés morpholinos, est évalué sur le développement de l'embryon à 48 heures post-fécondation. Ces morpholinos bloquent spécifiquement la fonction d'un petit ARN, mimant ainsi ce qui se produit chez des patients atteints du syndrome de Taybi-Linder. Par cette approche, il est possible de reproduire chez le poisson-zèbre ce qui est observé…

Dépôt d'un échantillon de protéines sur un gel de polyacrylamide. Les mutations génétiques responsables du syndrome de Taybi-Linder entrainent des modifications des ARN messagers, qui vont être ensuite traduits en protéines. Il est possible d’identifier les répercussions des mutations sur les protéines en les analysant par une technique appelée "western blot". Les protéines extraites des cellules différenciées en neurones sont déposées sur un gel de polyacrylamide en vue de réaliser une…

Révélation de protéines spécifiques à l’aide d’un système d’imagerie par chimioluminescence. Les bandes correspondant à des protéines d'intérêt sont ainsi visualisées et les bandes de forte intensité indiquent une forte teneur en protéines. Les mutations génétiques responsables du syndrome de Taybi-Linder entrainent des modifications des ARN messagers, qui vont être ensuite traduits en protéines. Il est possible d’identifier les répercussions des mutations sur les protéines en les analysant par…

Pipetage d'un milieu de culture pour les cellules utilisées pour la culture d'organoïdes. À mi-chemin entre les modèles in vivo et in vitro, les organoïdes sont des modèles cellulaires ex vivo en trois dimensions qui dérivent de cellules souches (cellules indifférenciées). Ils peuvent être considérés comme de "mini-organes" ayant une architecture voire même une fonctionnalité représentative du vivant. L’obtention d’organoïdes corticaux requiert, dans un premier temps, un milieu riche en…

Entretien de cultures d'organoïdes cérébraux. À mi-chemin entre les modèles in vivo et in vitro, les organoïdes sont des modèles cellulaires ex vivo en trois dimensions qui dérivent de cellules souches (cellules indifférenciées). Ils peuvent être considérés comme de "mini-organes" ayant une architecture voire même une fonctionnalité représentative du vivant. Les organoïdes cérébraux sont répartis dans une plaque de 96 puits (un organoïde par puits), à faible adhérence, permettant l'agrégation…

Cultures d'organoïdes cérébraux dans des plaques multipuits. À mi-chemin entre les modèles in vivo et in vitro, les organoïdes sont des modèles cellulaires ex vivo en trois dimensions qui dérivent de cellules souches (cellules indifférenciées). Ils peuvent être considérés comme de "mini-organes" ayant une architecture voire même une fonctionnalité représentative du vivant. Les organoïdes cérébraux sont répartis dans une plaque de 96 puits (un organoïde par puits), à faible adhérence, permettant…

Observation au microscope confocal à balayage laser de coupes d'organoïdes cérébraux. À mi-chemin entre les modèles in vivo et in vitro, les organoïdes sont des modèles cellulaires ex vivo en trois dimensions qui dérivent de cellules souches (cellules indifférenciées). Ils peuvent être considérés comme de "mini-organes" ayant une architecture voire même une fonctionnalité représentative du vivant. Le microscope confocal à balayage laser permet d'analyser la structure fine de cellules ou de…

Observation au microscope confocal à balayage laser d'un progéniteur neuronal en cours de division en deux cellules filles. Un progéniteur neuronal est une cellule qui se divise pour former des neurones. Dans le contexte de la recherche sur le syndrome de Taybi-Linder, l'utilisation de cellules souches, qui peuvent être différenciées en progéniteurs neuronaux, permet d'explorer spécifiquement les aspects cellulaires et les mécanismes pathologiques associés à cette maladie génétique rare, qui se…

Réalisation de coupes fines d'organoïdes cérébraux au cryostat. À mi-chemin entre les modèles in vivo et in vitro, les organoïdes sont des modèles cellulaires ex vivo en trois dimensions qui dérivent de cellules souches (cellules indifférenciées). Ils peuvent être considérés comme de "mini-organes" ayant une architecture voire même une fonctionnalité représentative du vivant. L'échantillon biologique (l'organoïde cérébral) qui doit être analysé par immunofluorescence est inclus dans une matrice…

Préparation d’un milieu de culture de cellules sous hotte stérile. Les scientifiques travaillent sur des cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et des fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif), cultivés in vitro. Des boîtes de Petri contenant un gel aux propriétés élastiques définies sont préparées sous une hotte stérile. Les cellules étudiées sont placées sur ce gel avec du milieu de culture…

Préparation d’un milieu de culture de cellules sous hotte stérile. Les scientifiques travaillent sur des cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et des fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif), cultivés in vitro. Des boîtes de Petri contenant un gel aux propriétés élastiques définies sont préparées sous une hotte stérile. Les cellules étudiées sont placées sur ce gel avec du milieu de culture…

Mise en culture de cellules de mammifères sous conditions contrôlées. Les boîtes de Petri contenant des cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et des fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif), ainsi que leur milieu de culture, sont placées dans un incubateur pendant 48h à 37 °C. Cette étape permet aux cellules de croître. Les scientifiques cherchent à mieux comprendre les adaptations et les…

Vérification visuelle de la mortalité de cellules de mammifères cultivées in vitro. Après s’être développés dans des conditions contrôlées, les cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et les fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif) sont examinés au microscope. Ce dernier permet de vérifier l’aspect des cellules, notamment leur croissance ou leur mortalité, dans chacune des boîtes de Petri. Les…

Observation de cellules de mammifères cultivées in vitro. Après s’être développés dans des conditions contrôlées, les cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et les fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif) sont examinés au microscope. Ce dernier permet de vérifier l’aspect des cellules, notamment leur croissance ou leur mortalité, dans chacune des boîtes de Petri. Un écran relié au microscope…

Observation de cellules de mammifères cultivées in vitro. Après s’être développés dans des conditions contrôlées, les cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et les fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif) sont examinés au microscope. Ce dernier permet de vérifier l’aspect des cellules, notamment leur croissance ou leur mortalité, dans chacune des boîtes de Petri. Un écran relié au microscope…

Observation de cellules de mammifères cultivées in vitro. Après s’être développés dans des conditions contrôlées, les cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et les fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif) sont examinés au microscope. Ce dernier permet de vérifier l’aspect des cellules, notamment leur croissance ou leur mortalité, dans chacune des boîtes de Petri. Un écran relié au microscope…

Préparation d’échantillons de cellules de mammifères cultivées in vitro pour les observer en microscopie à fluorescence. Des lamelles contenant des cellules souches mésenchymateuses humaines (cellules capables d’agir sur la réparation et la régénération des tissus) et des fibroblastes humains (cellules principales du tissu conjonctif), sont préparées pour être observées en microscopie à fluorescence. Au cours de cette expérience des protéines et des molécules d’intérêts (ici la lamine, l’actine…

Utilisation de la microscopie à fluorescence pour l’observation de cellules de mammifères cultivées in vitro. La microscopie à fluorescence permet de caractériser les modifications morphologiques des cellules, notamment de leur cytosquelette, qui est la composante structurale principale des cellules. Les protéines d’actine sont marquées en rouge permettant la visualisation des fibres d’actine, clé de voute du cytosquelette. La lamine qui délimite les noyaux des cellules est marquée en vert et…

Préparation d’une électrophorèse sur gel d’agarose permettant la migration de l’ADN. Des échantillons d’ADN, extraits de cellules cultivées sur des gels de différentes rigidités, sont prélevés et placés dans chacun des puits de la machine. Un courant électrique traversera le gel et permettra, au bout de 25 minutes, la migration des fragments d’ADN dans le gel afin de les séparer selon leur taille. L’ajout d’un ligand à la solution permet de bien visualiser la migration des échantillons d’ADN…

Visualisation de la migration de fragments d’ADN sous lumière ultraviolette (UV), après réalisation d’une électrophorèse d’ADN. La lumière UV permet de révéler chaque molécule d’ADN présente dans le gel d'agarose. Ici, la chromatine a été fragmentée par des ultrasons. Dans les cellules, l’ADN est empaqueté grâce à des protéines (notamment les histones), ce qui constitue la chromatine. Les fragments vont ensuite permettre de capturer des protéines spécifiques interagissant avec leurs régions d…

Visualisation de la migration de fragments d’ADN sous lumière ultraviolette (UV), après réalisation d’une électrophorèse d’ADN. La lumière UV permet de révéler chaque molécule d’ADN présente dans le gel d'agarose. Ici, la chromatine a été fragmentée par des ultrasons. Dans les cellules, l’ADN est empaqueté grâce à des protéines (notamment les histones), ce qui constitue la chromatine. Les fragments vont ensuite permettre de capturer des protéines spécifiques interagissant avec leurs régions d…

Visualisation de la migration de fragments d’ADN sous lumière ultraviolette (UV), après réalisation d’une électrophorèse d’ADN. La lumière UV permet de révéler chaque molécule d’ADN présente dans le gel d'agarose. Ici, la chromatine a été fragmentée par des ultrasons. Dans les cellules, l’ADN est empaqueté grâce à des protéines (notamment les histones), ce qui constitue la chromatine. Les fragments vont ensuite permettre de capturer des protéines spécifiques interagissant avec leurs régions d…

Préparation de billes magnétiques sur aimants pour la technique d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP). Cette méthode permet l'étude des protéines interagissant avec un fragment précis d'ADN. Au cours de cette manipulation, les protéines d’intérêt, qui sont liées à leurs régions d’ADN cibles, sont capturées grâce à des anticorps couplés à des billes magnétiques. Après séquençage, cela permet de déterminer les régions du génome humain qui sont ciblées par les protéines régulant l…

Préparation de billes magnétiques sur aimants pour la technique d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP). Cette méthode permet l'étude des protéines interagissant avec un fragment précis d'ADN. Au cours de cette manipulation, les protéines d’intérêt, qui sont liées à leurs régions d’ADN cibles, sont capturées grâce à des anticorps couplés à des billes magnétiques. Après séquençage, cela permet de déterminer les régions du génome humain qui sont ciblées par les protéines régulant l…

Préparation de billes magnétiques sur aimants pour la technique d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP). Cette méthode permet l'étude des protéines interagissant avec un fragment précis d'ADN. Au cours de cette manipulation, les protéines d’intérêt, qui sont liées à leurs régions d’ADN cibles, sont capturées grâce à des anticorps couplés à des billes magnétiques. Après séquençage, cela permet de déterminer les régions du génome humain qui sont ciblées par les protéines régulant l…

Discussion concernant la partie bio-informatique du projet MecEpi. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les adaptations et les réponses des cellules souches mésenchymateuses et fibroblastes humains aux stress mécaniques. Après une phase de séquençage, les données sont analysées. Les régions du génome humain qui sont ciblées par les protéines régulant l’expression des gènes sont déterminées. Les scientifiques comparent les échantillons résultant de différentes conditions de culture …

Discussion sur les résultats et avancées du projet MecEpi. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les adaptations et les réponses des cellules souches mésenchymateuses et fibroblastes humains aux stress mécaniques. Ainsi, les scientifiques sont parvenus à définir les gènes dont l’expression varie en fonction des conditions mécaniques (conditions de culture sur gel souple ou rigide). Grâce à des outils de génomique, ils ont pu caractériser les modifications de l’organisation 3D du…

Coupe d’organoïde cérébral humain. Les organoïdes sont des structures multicellulaires reproduisant des organes en trois dimensions en culture in vitro. Par rapport à une culture classique, réalisée à plat et comprenant un seul type de cellule, les organoïdes miment plus efficacement le fonctionnement de l’organe répliqué et reproduisent certaines de ses fonctions. Ils sont notamment utilisés pour étudier le développement des organes et les maladies qui les touchent. Ainsi, ce "mini-cerveau" en…