Balance entre Prolifération et Croissance des Cellules Germinales chez le Poisson – PROBA

L’une des questions les plus fascinantes de la biologie de la reproduction, tant du point de vue fondamental qu’appliqué, est de comprendre comment les poissons adultes parviennent à maintenir une fécondité exceptionnellement élevée tout au long de leur vie. Selon les espèces, une femelle peut produire chaque saison entre quelques dizaines et plusieurs millions d’œufs. Mais comment une telle fécondité est-elle assurée au fil des cycles saisonniers de reproduction ?
Cette question soulève une question fondamentale : les cellules souches germinales jouent-elles un rôle actif dans la production des œufs à l’âge adulte ? Si tel est le cas, l’ensemble du processus de formation des œufs (ou ovogenèse) resterait actif tout au long de la vie de la femelle, y compris les premières étapes de prolifération des cellules germinales précoces indifférenciées, à l’origine de nouveaux ovocytes. Ces ovocytes immatures entrent ensuite dans une phase de croissance, conduisant à la formation des œufs (c’est-à-dire des ovocytes non fécondés prêts à être pondus). Bien que la présence de cellules germinales précoces dans l’ovaire adulte des poissons ait été démontrée il y a déjà près de vingt ans, leur contribution réelle au renouvellement saisonnier des ovocytes à l’âge adulte reste encore inconnue.
À partir de données préliminaires et de la modélisation de la dynamique de croissance ovocytaire tout au long de la vie des femelles, nous formulons dans le projet PROBA (Germ Cell Proliferation–Growth Balance in fish) l’hypothèse selon laquelle la prolifération des cellules germinales et la croissance ovocytaire contribuent ensemble au maintien de la fécondité à long terme. Nous proposons que ces deux processus soient finement coordonnés, maintenant un équilibre fonctionnel fondé sur une dynamique inverse : lorsque la croissance ovocytaire est active, la prolifération des cellules germinales est réduite, et vice versa. Cet équilibre serait lui-même modulé par la photopériode, un facteur environnemental saisonnier bien connu pour son rôle dans la régulation de la croissance des ovocytes.
L’objectif de PROBA est de tester cette hypothèse et de décrypter les mécanismes cellulaires fondamentaux qui régulent l’activité des cellules germinales chez les femelles adultes. Conçu comme un projet interdisciplinaire, PROBA mobilisera des approches de pointe telles que l’imagerie 3D, le séquençage d’ARN à cellule unique, et la modélisation mathématique, en utilisant le médaka (Oryzias latipes) comme organisme modèle. Le projet explorera comment la photopériode module la lignée germinale, et intégrera les données expérimentales dans un modèle mathématique (incluant la régulation hormonale) pour analyser avec précision le subtil équilibre entre prolifération germinale et croissance ovocytaire.
En abordant cette question fondamentale, PROBA apportera un éclairage nouveau sur l’activité des cellules germinales souches adultes, un sujet encore largement inexploré chez les poissons. Il établira un lien fonctionnel entre photopériode et activité des cellules germinales, et proposera un cadre conceptuel et méthodologique innovant, applicable à d’autres systèmes biologiques, à l’interface entre biologie de la reproduction, recherche sur les cellules souches adultes et remodelage tissulaire. PROBA se positionne ainsi à la pointe de la recherche en biologie de la reproduction. Au-delà de la reproduction, les connaissances générées par PROBA ouvriront de nouvelles perspectives pour l’aquaculture, où le control de la fécondité des femelles constitue un défi majeur pour la gestion des reproducteurs, tant pour les espèces sauvages que pour les espèces d’élevage. Le modèle obtenu, par son caractère générique, pourra être adapté à d’autres espèces, mais aussi élargi pour explorer l’effet d’autres facteurs environnementaux, tels que la température, un enjeu crucial en aquaculture dans le contexte du changement climatique.