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Pat Walsh - Recherche

Mon laboratoire étudie les effets du stress sur les Poissons. Les facteurs de stress étudiés comprennent l’ammoniaque, l’exposition à l’air, l’enfermement, l’exercice, l’alimentation, etc. Nous nous intéressons surtout au métabolisme et à l’excrétion de l’azote, avec des études comparatives chez le Poisson-crapaud, la Truite arc-en-ciel, le Dard-perche et les Aiguillats. Au cours des prochaines années, nous allons travailler de plus en plus sur la génomique, et nos recherches feront beaucoup appel à la technologie des microréseaux d’ADN.

Principaux sujets de recherche

1. Effets du stress sur l’expression des gènes dans les globules rouges des Poissons
Contrairement à ceux des Mammifères, les globules rouges des Poissons et d’autres Vertébrés inférieurs possèdent un noyau. On peut donc s’attendre à ce qu’ils présentent une plus grande variété dans l’expression des gènes. Ce projet fait appel à des microréseaux d’ADN pour déterminer quels gènes sont exprimés dans les globules rouges de Poissons (principalement la Truite arc-en-ciel, le Poisson-crapaud et le Dard-perche). Nous étudions ensuite comment l’expression des gènes change avec le stress. Pour la Truite arc-en-ciel, nous utilisons le microréseau du projet GRASP conçu pour les Salmonidés à l’Université de Victoria. Pour le Poisson-crapaud, nous entreprenons un projet d’étiquette de séquence transcrite (EST) et nous projetons de fabriquer des microréseaux d’ADN propres à cette espèce.

2. Réactions de la glande rectale à l’alimentation chez les Aiguillats

Après avoir mangé, les Aiguillats et d’autres Élasmobranches activent leur glande rectale pour sécréter une solution concentrée de NaCl afin de se débarrasser du sel ingéré. L’activation de cette glande s’accompagne d’une intense activité métabolique qui favorise cette sécrétion. Nous avons déjà noté une augmentation de l’activité de plusieurs enzymes du métabolisme. Des études de protéomique et de génomique fonctionnelle sont en cours afin de déterminer de manière plus générale quelles modifications de l’expression des gènes surviennent après l’alimentation. Des études in vivo sont menées au Centre des sciences de la mer de Bamfield, en Colombie-Britannique.

3. Toxicité de l’ammoniaque chez les Poissons –

En recherchant des modèles animaux de l’encéphalopathie hépatique humaine, et en essayant de comprendre les effets de l’augmentation généralisée de la pollution azotée des écosystèmes aquatiques, nous avons découvert que la toxicité de l’ammoniaque chez les Poissons est très variable. Certaines espèces (p. ex. le Poisson-crapaud et le Tilapia du lac Magadi) ont une tolérance élevée à l’ammoniaque, alors que d’autres (p. ex. la Truite arc-en-ciel et le Dard-perche) ont une tolérance beaucoup plus faible. Dans ce contexte, nous souhaitons identifier les gènes responsables de la plus ou moins grande tolérance à l’ammoniaque chez les Poissons. Nous comptons faire appel à des microréseaux d’ADN existants pour la Truite arc-en-ciel et le Dard perche, et d’utiliser dans le cas du Poisson-crapaud des microréseaux que nous fabriquons nous-mêmes.

4. Régulation de l’expression de la glutamine synthétase, des transporteurs d’urée et des protéines Rhésus (transporteurs d’ammoniaque) chez le Poisson-crapaud Opsanus beta

Le Poisson-crapaud utilise l’excrétion d’urée dans le cadre d’un système complexe qui vise à confondre les prédateurs, notamment en masquant l’odeur de l’ammoniaque qu’il excrète. On sait que l’expression des gènes qui régissent la synthèse (GS) et l’excrétion (UT) d’urée chez le Poisson-crapaud est déclenchée par une hausse du taux de cortisol dans le plasma en réaction au stress. Dans ce projet de recherche, nous étudions le rôle des éléments de réaction au cortisol dans la région promotrice des gènes GS et UT sur le contrôle de l’expression de ces gènes. Nous nous intéressons aussi à la spécificité de l’expression de ces gènes selon les tissus. Par exemple, dans le cas de GS, deux gènes sont identifiés, dont l’un est spécifique aux branchies. Dans le cas de UT et de Rh, nous souhaitons déterminer quelles cellules des branchies expriment ces gènes. En plus de méthodes moléculaires, ces travaux font appel à des méthodes d’immunocytochimie et d’hybridation in situ.