Rythmes circadiens
Les horloges biologiques endogènes entraînent des rythmes quotidiens qui permettent aux organismes d'anticiper les changements environnementaux ainsi que de coordonner et d'adapter leur physiologie de manière synchronisée. L'horloge circadienne permet aux plantes d'anticiper et de répondre aux variations de l'environnement, améliorant ainsi leur santé. Les signaux environnementaux et métaboliques alimentent l'horloge, qui est composée d'un réseau de gènes, et la maintiennent synchronisée avec les cycles jour/nuit. En retour, l'horloge contrôle diverses voies et veille à ce qu'elles soient activées au moment approprié de la journée. La lumière est l'un des "Zeitgebers", qui peut remettre l'horloge à zéro.
L'IMAGERIE IN VIVO DANS LA RECHERCHE SUR LES RYTHMES CIRCADIENS
La recherche sur les rythmes circadiens bénéficie du suivi en temps réel de lignées rapporteuses dans lesquelles le promoteur d'un gène d'intérêt entraîne l'expression de la luciférase pGENE::LUC+ en combinaison avec des systèmes d'imagerie sensibles. Le suivi de l'expression de la luciférase de luciole à l'aide d'un système d'imagerie in vivo permet de rendre compte en temps réel et de manière non invasive de l'expression régulée des gènes. Cette technique est largement applicable à l'analyse de la régulation transcriptionnelle, post-transcriptionnelle ou traductionnelle. En outre, l'instabilité de l'activité de la luciférase permet au marqueur bioluminescent de récapituler les augmentations et les diminutions de l'expression sur une période de plusieurs heures. De cette manière, il est possible d'étudier le foyer tissulaire de l'horloge circadienne et ses caractéristiques, ou de cribler des mutants défectueux dans la régulation spatiale de l'expression de gènes d'intérêt.
LA NIGHTSHADE
Le système d'imagerie in vivo NightShade utilise une caméra CCD à faible bruit et à haute sensibilité et convient à la fois à la luminescence et à la fluorescence. Le NightShade a été conçu spécifiquement pour l'imagerie végétale et présente de nombreux avantages par rapport aux caméras à usage général ou aux systèmes d'imagerie conçus pour la recherche animale:
- Simulation de la lumière du jour avec une qualité et une intensité lumineuses flexibles.
- Logiciel intuitif avec programmateur puissant, qui permet de programmer l'intensité et la qualité de lumière souhaitées pendant plusieurs jours et de capturer des images aux points de temps souhaités.
- Ports étanches à la lumière permettant d'insérer des tubes pour l'irrigation (indispensable pour l'imagerie pendant plusieurs jours) et d'autres objectifs.
- Taille d'échantillon flexible : des semis poussant dans des boîtes de Pétri aux plantes en pots.
- Position de montage de la caméra latérale pour imager des plantes entières, de la feuille aux racines.
- Plateau anti-condensation avec contrôle de la température pour des images de haute qualité lorsque vous travaillez avec des boîtes de Pétri.
NOTE D'APPLICATION
Dans les organismes multicellulaires, les horloges circadiennes sont naturellement variables au niveau individuel, tissulaire et cellulaire, ce qui se traduit par des données bruitées ou imprécises. Par conséquent, la robustesse est nécessaire pour répondre avec précision aux questions clés de la biologie circadienne. Cette note d'application présente un protocole simple pour les expériences sur les rythmes circadiens avec des lignées de rapporteurs Arabidopsis thaliana utilisant le NightShade, qui améliore la qualité des données, réduit la variation de la luminescence entre les répliques et présente une forte corrélation avec les prédictions de modélisation.