Respirer sans poumons ?


Respiration chez une mouche du vinaigre
Respiration chez une mouche du vinaigre

Une étudiante en génétique raconte ses débuts au sein d’un laboratoire dans le journal de bord qu’elle tient à l’occasion de son 1er stage, à la découverte de Drosophila melanogaster, la mouche du vinaigre. Au cours de cette expérience, elle va en apprendre plus sur le mystère des insectes qui respirent sans poumons.

7 Mai 2021 – 19:34

Cher journal, 

Ma première semaine de laboratoire vient de s’achever. J’y ai beaucoup appris puisque toute l’équipe du laboratoire s’est tenue à ma disposition ; la cheffe du laboratoire, dès mon arrivée, m’a rappelé quelques notions à propos de l’organisme étudié dans son équipe. Il s’agit de la drosophile, plus connue sous le nom de mouche du vinaigre.

Comme il s’agit d’un animal très utilisé en biologie, j’avais déjà quelques connaissances, mais elle m’a aidée à en apprendre davantage. Par exemple, elle m’a décrit le système respiratoire de ces mouches : fait étonnant, les insectes respirent sans poumons ! 

En effet, leur appareil respiratoire est constitué d’un réseau de tubes appelés trachées. Les échanges de gaz se font directement entre l’environnement extérieur et les cellules de l’insecte grâce à ces tubes, et non par l’intermédiaire des poumons et du sang comme chez les humains ! L’oxygène est ainsi transporté directement de l’extérieur jusqu’aux cellules.

Le projet que l’on m’a attribué a pour objectif de comprendre les mécanismes de formation du système respiratoire chez des embryons de drosophile. Le système respiratoire de la drosophile a déjà été bien étudié et décrit dans la littérature scientifique, mais il reste encore de nombreux points à éclaircir. Chez l’humain, le système respiratoire forme également un réseau arborisé : la trachée se divise en deux bronches primaires qui vont s’implanter dans les poumons droit et gauche, lesquelles se divisent elles-même en bronches secondaires, puis en bronchioles, en bronchioles terminales et enfin en bronchioles respiratoires qui se finissent par des sacs alvéolaires où s’effectuent les échanges gazeux entre l’air et le sang . 

C’est donc notamment pour ces similitudes que l’on s’intéresse à la formation du système respiratoire chez la drosophile : pour identifier les acteurs de la formation de ces réseaux de trachées avec l’espoir de transposer ces connaissances chez l’humain. 

[…]

13 Juin 2021 – 13:09

Cher journal,

    Cela fait presque un mois et demi que j’ai commencé mon stage ; j’en suis donc à la moitié. Ma routine au laboratoire est maintenant bien installée et mon projet avance bien. Toutes les semaines, je sélectionne des mouches, les fait se reproduire, et récupère les embryons issus de ces croisements afin de les analyser au microscope. Le laboratoire utilise pour cela une technique permettant de colorer de manière spécifique l’intérieur du système respiratoire, et ce en utilisant des marqueurs reconnaissant des protéines qu’on ne trouve que dans les trachées. Celles-ci apparaissent ainsi en violet au microscope. Il s’agit d’un travail long et parfois fastidieux, je préfère l’autre partie du travail, qui est d’interpréter les résultats! J’espère que mon travail portera ses fruits avant que je ne reparte en France.

[…]

Sources : 

Boube M. & Vincent A. (2012). Fonction motogène du FGF et formation du système trachéal de la drosophile. Médecine/sciences. 13. 397. https://doi.org/10.4267/10608/384

Hayashi S. & Kondo T. (2018). Development and Function of the Drosophila Tracheal System. Genetics, 209(2), 367–380. https://doi.org/10.1534/genetics.117.300167

M. Arnould & C. Guihot-Jouffray. La Magie est dans l’air. CBioNum https://bionum.univ-paris-diderot.fr/2017/04/12/la-magie-est-dans-lair/

Les poumons des vertébrés terrestres – Mon anneau collège

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