introduction
Entrée : Hitchhiker C. elegans, Devenir cosmopolite

Partie 1 : Comment fonctionne l'esprit : des neurones au comportement
1. Observer l'esprit en action : l'état actuel des techniques de visualisation des réseaux neuronaux
Le nerf qui semble durer 2 heures : le lien entre le vieillissement et la régénération nerveuse
3 Comment le plan directeur de l'esprit est-il maintenu ? - Les cellules gliales et les cellules épithéliales, gardiennes des synapses
4. Peut-on manipuler le cerveau humain grâce à la lumière ? – Optogénétique : activer les neurones par la lumière
5 C. elegans endormis : rêvent-ils ? – La biologie du sommeil
6 D'où viennent les flèches de Cupidon ? - La mystérieuse « magie de l'amour » alimentée par l'ocytocine
7.
Un célibataire solitaire du Royaume-Uni et un fêtard hawaïen : les gènes qui façonnent le comportement social

Deuxième partie : L'universalité de la vie : de l'ADN aux cellules
1. Pourquoi les jumeaux ne sont pas identiques : expression des gènes et bruit dans le processus d’expression
2. Réparation ou reconstruction des protéines ? - Deux approches de l'homéostasie cellulaire
3 « Gènes en mouvement », à la poursuite des petits ARN : la lutte des petits ARN pour stopper les gènes en mouvement dangereux
4 L'étrange coexistence des virus et des humains - Les secrets des virus cachés dans le génome humain
5 Où sont passées les mitochondries de mon père ? - Le secret de l'hérédité maternelle mitochondriale
6. Pourquoi les aliments bénéfiques pour le foie sont-ils si savoureux ? – Analyse moléculaire et biologique du goût salé
7. Comment vivre ensemble : la relation symbiotique avec les microbes intestinaux

Partie 3 : Vieillir : L'œuvre d'une vie : Des nématodes aux humains
1. Cellules somatiques à durée de vie courte et cellules germinales immortelles - La différence entre les cellules germinales et les cellules somatiques
2. Les télomères, ces « horloges cellulaires », peuvent-ils véritablement être considérés comme l’horloge de l’individu ? – État actuel de la recherche sur les télomères
3 Le mystère de la dissonance : le déséquilibre mitochondrial et nucléaire augmente la durée de vie
4 secrets de longévité chez les hommes castrés : le lien entre reproduction et durée de vie
5. Les veufs peuvent-ils vivre plus longtemps que les femmes ? - Différences de comportement et d'espérance de vie entre hommes et femmes
6. Faut-il manger ou jeûner par intermittence ? – Les effets bénéfiques des régimes et du jeûne intermittent sur la longévité
7. Tu brilles tellement que tu es dangereux – La corrélation entre le flash mitochondrial et la longévité

Annexe : Études de cas réels de clubs de fans d'Elegance
Le secret de la danse affamée de C. elegans : « Nictation », la danse des larves dauer

Références
Recherche

Ce qui est vrai pour les insectes l'est aussi pour les humains.
Croissance, vieillissement, esprit et universalité de la vie : un regard sur C. elegans

Sydney Brenner, lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine en 2002, a fait découvrir au monde biologique, dans les années 1960, le ver C. elegans, alors inconnu et connu sous le nom de « C. elegans ».
C'était un défi audacieux, étant donné que personne n'étudiait ce bug à l'époque.
Mais il pressentait que C. elegans jouerait un rôle important dans la génétique moderne, l'embryologie et surtout la neurobiologie.
Et cette intuition était tout à fait juste.
Ce qui a commencé avec un seul chercheur s'est aujourd'hui étendu à des milliers de chercheurs à travers le monde, offrant à l'humanité d'immenses progrès intellectuels sur les phénomènes de la vie.

La biologie moderne n'étudie qu'un petit nombre d'espèces.
Si chaque chercheur étudie des animaux ou des espèces différents, ils ne peuvent pas partager leurs résultats de recherche ni leur savoir-faire expérimental.
En revanche, si les chercheurs travaillent ensemble pour établir une espèce de référence, ils peuvent accumuler les résultats de leurs recherches de manière efficace.
C’est pourquoi la biologie moderne étudie les « organismes modèles » selon une stratégie de sélection et de concentration.
Ces organismes modèles ne sont pas destinés à être des objets de recherche en soi, mais plutôt utilisés comme un «moyen» de comprendre des phénomènes biologiques universels et, par extension, les êtres humains.
Parmi ces organismes modèles, celui qui a affiché des performances exceptionnelles est C. elegans.

La caractéristique la plus remarquable de C. elegans est sa simplicité.
Le nématode C. elegans est composé d'environ 900 cellules somatiques, 300 cellules nerveuses et 20 000 gènes.
Il s'agit d'une structure très simple comparée à celle d'autres animaux multicellulaires.
Grâce à cette simplicité, la carte de la lignée cellulaire, le réseau neuronal et la carte du réseau génétique de cet organisme ont déjà été élucidés en détail, ce qui présente de grands avantages pour la recherche en embryologie et en neurobiologie.
De plus, son corps transparent et son cycle de vie court de trois semaines en font un outil idéal pour la recherche génétique étudiant les mutations.
Mais ce qui est étonnant, c'est que l'étude de ce simple insecte révèle tant de choses sur nous autres humains, qui paraissons pourtant si différents de nous.


Bien que ces minuscules insectes semblent dépourvus d'organes tels que des yeux ou un cerveau, et encore moins de membres, ils sont tout à fait capables d'étudier de nombreux phénomènes biologiques qui se produisent chez l'homme.
On sait que les génomes de C. elegans et des humains présentent environ 40 % de similitudes.
Et si l'on ne considère que les gènes humains connus, environ 70 % de ces gènes se retrouvent également chez C. elegans.
Cela signifie que plus des deux tiers des gènes humains peuvent être étudiés grâce à C. elegans.
Jacques Monod, le grand biologiste et philosophe de la vie, a exprimé ainsi l'universalité qui se manifeste dans les phénomènes de la vie :
« Ce qui est vrai pour E. coli l'est aussi pour les éléphants. » Si l'on devait emprunter l'expression de Jacques Monod pour caractériser la recherche biologique moderne, on pourrait dire ce qui suit.
« Ce qui est vrai pour les insectes l'est aussi pour les humains ! » 《L'esprit d'un insecte》 est un voyage fascinant à travers la biologie moderne qui explore l'universalité de la vie et la vérité sur l'humanité grâce au magnifique nématode C. elegans.


Le « Cœur humain » raconté par « l'esprit de l'insecte »

Que peut nous apprendre le système nerveux du nématode C. elegans, un ver simple dépourvu de cerveau et ne possédant que 302 neurones, sur notre propre esprit ? Dans les années 1960, Sydney Branner a commandé un projet ambitieux intitulé « L’esprit d’un ver », utilisant C. elegans comme sujet de recherche biologique.
Ce projet visait à visualiser l'ensemble du système nerveux de C. elegans.
Ce projet visait à visualiser l'ensemble du système nerveux de C. elegans.
Grâce à une petite technique permettant d'injecter des protéines fluorescentes dans le nématode transparent C. elegans, nous pouvons observer directement ses nerfs à l'œil nu.
De plus, grâce au développement des techniques d'observation du fonctionnement cérébral des vers, permettant des études microscopiques plus poussées, il est devenu possible d'identifier les connexions neuronales entre les cellules individuelles.
À partir de ces recherches, les biologistes ont obtenu une carte du cerveau du ver C. elegans, qui se compose de 302 neurones et des 8 000 réseaux neuronaux qu'ils forment.
Depuis, des chercheurs ont publié des résultats de recherche surprenants sur l'esprit, basés sur cette carte de l'esprit.

L'optogénétique, qui utilise la lumière, en est un exemple représentatif et laisse entrevoir la possibilité, à l'avenir, de manipuler l'esprit humain grâce à la lumière.
La possibilité de contrôler des neurones individuels à l'aide de channelrhodopsines sensibles à la lumière grâce à des techniques génétiques a été réalisée pour la première fois dans des études sur le ver Caenorhabditis elegans.
Georg Nagel et le Dr Alexander Gottschalk ont ​​manipulé les nerfs tactiles de C. elegans, un ver dont les nerfs tactiles sont endommagés, en exprimant la channelrhodopsine et en utilisant la lumière.
Lorsque les nerfs tactiles sont activés par la lumière, les nématodes réagissent en s'enfuyant comme si on leur avait donné un coup sur la tête, même s'ils n'ont pas été touchés à la tête.
L'esprit du nématode était manipulé par la lumière.
Ces expériences ont des implications importantes.
En effet, l'optogénétique présente également un potentiel d'utilisation chez l'homme.
Cette histoire n'est pas qu'un simple fantasme, car l'optogénétique est déjà activement utilisée dans des expériences sur des souris.
Bien sûr, le chemin est encore long, mais le jour où nous aurons surmonté divers obstacles technologiques et que nos circuits neuronaux seront aussi bien définis que ceux de C. elegans, cette possibilité deviendra réalité.
De plus, des études sur le sommeil, l'amour et la sociabilité chez C. elegans ont identifié des gènes spécifiques associés à ces traits mentaux et ont montré que ces gènes sont conservés chez l'homme et sont utilisés dans des fonctions assez similaires.


Découvrir l'universalité de la vie chez un minuscule insecte
L'évolution est un bricolage qui utilise les phénomènes existants plutôt que d'en créer de nouveaux.
En effet, il est plus rentable d'utiliser quelque chose qui existe déjà plutôt que de créer quelque chose de nouveau.
Cette caractéristique est particulièrement évidente dans les mécanismes fondamentaux des phénomènes vitaux qui apparaissent à l'échelle microscopique.
Comme l'a dit Jacques Monod, les mécanismes de l'ADN qui opèrent chez E. coli et ceux qui opèrent chez les éléphants sont presque identiques.
Les études génétiques utilisant des techniques de biologie moléculaire sur C. elegans apportent des réponses importantes à ces mécanismes fondamentaux.

Un exemple frappant est la recherche sur le fonctionnement des génomes.
Il n'existe pas deux objets identiques au monde.
Bien sûr, on pourrait dire que ce phénomène se produit parce que l'ADN est différent.
Mais même en observant simplement les jumeaux qui nous entourent, cette objection ne tient pas.
Ils possèdent le même ADN, mais sont identifiables.
Bien sûr, ces différences peuvent être attribuées à l'environnement.
C'est une différence subtile, mais elle existe dans leurs environnements respectifs, et c'est cette différence qui crée la différence entre les jumeaux.
Mais que se passe-t-il si l'environnement lui-même est le même ? Peter Swain a mené cette expérience en utilisant E. coli.

Des clones d'E. coli possédant des informations génétiques parfaitement identiques ont été cultivés dans un environnement totalement contrôlé.
Le profil d'expression génique de cette bactérie E. coli a été observé à l'aide de protéines fluorescentes rouges et vertes.
Les résultats se sont avérés étonnamment similaires, montrant que des différences apparaissaient même entre des individus possédant une information génétique identique et élevés dans le même environnement.
Alexander van Oudenaarden a démontré, grâce au ver C. elegans, que ce phénomène est dû au « bruit » créé par les gènes dans des conditions égales.
En utilisant des nématodes, il a démontré que le bruit est une caractéristique inhérente aux réseaux génétiques.
Ce joli petit nématode apporte une réponse à la question évidente de savoir pourquoi des formes de vie identiques n'existent pas.

De plus, les recherches sur C. elegans éclairent des questions fascinantes sur les phénomènes fondamentaux de la vie, comme : comment les cellules maintiennent-elles l’homéostasie ? comment les cellules suppriment-elles les facteurs dangereux ? pourquoi des traces de virus restent-elles dans le génome ? et pourquoi les mitochondries mâles disparaissent-elles lors de la fécondation ?


Le vieillissement fait partie de la vie

La recherche sur le vieillissement a connu une croissance explosive ces derniers temps.
Parmi celles-ci, les recherches utilisant C. elegans ont grandement contribué à élucider les mécanismes détaillés du vieillissement.
Que se passerait-il si les cellules somatiques se transformaient en cellules germinales, leur permettant de continuer à se diviser ? Si les télomères des cellules somatiques ne raccourcissaient pas, contrairement à ceux des cellules germinales, le vieillissement s’arrêterait-il ? Les espèces réactives de l’oxygène mitochondriales, souvent pointées du doigt comme principales responsables du vieillissement, le sont-elles réellement ? Pourquoi les femmes vivent-elles plus longtemps que les hommes ? Quel est le lien entre reproduction et longévité ? Le jeûne et le jeûne intermittent prolongent-ils la durée de vie, et quels sont les mécanismes précis en jeu ? Notre objectif est d’apporter des réponses aux questions fondamentales du vieillissement au niveau moléculaire.
À titre d'exemple représentatif, une étude sur les effets de la « réduction de l'alimentation » et du « jeûne intermittent », qui a récemment fait l'objet d'une attention particulière après avoir été largement diffusée, sur C. elegans a révélé que, bien que les effets des deux méthodes de jeûne soient les mêmes en ce sens qu'elles suggèrent de s'alimenter et prolongent ainsi la durée de vie dans une certaine mesure, différents gènes sont impliqués dans les mécanismes détaillés.
Ainsi, la recherche sur le vieillissement à travers les nématodes révèle les secrets du vieillissement de manière rigoureuse et sous différents angles.

Mais à mesure que la recherche progresse, l'intérêt des médias pour le vieillissement s'accroît également.
Le quotidien britannique [Indinpendert] a publié un article de la qualité suivante :
« Un bilan de santé à 400 € pourrait vous indiquer combien de temps il vous reste à vivre. » L'article affirme que la mesure de la longueur des télomères, un facteur clé du vieillissement, peut aider à prédire votre espérance de vie restante.
D'autres sociétés affirment également que le médicament TA-65, qui active la télomérase, une enzyme utilisée pour maintenir la longueur des télomères, pourrait ralentir le vieillissement.
D'autres médias et publicités font activement la promotion de produits qui prétendent contribuer à augmenter la longévité, en s'appuyant sur l'autorité de la science.

Dans ce flot d'informations, on nous laisse croire que l'élixir de vie de Qin Shi Huang est à notre portée.
Mais les recherches sur le vieillissement chez C. elegans montrent que ces histoires sont truffées d'exagérations et de malentendus.
Le vieillissement n'est pas dû à une seule cause.
Les neuf indicateurs du vieillissement annoncés par la revue scientifique [Cell] sont l'instabilité génomique, le raccourcissement des télomères, les changements épigénétiques, la perte de l'homéostasie protéique, l'apport irrégulier en nutriments, le dysfonctionnement mitochondrial, la sénescence cellulaire, l'épuisement des cellules souches et l'altération de la communication intracellulaire.
Et si l'on considère les différences d'espérance de vie liées aux différences de sexe, d'alimentation et de comportement, on peut affirmer que le phénomène du vieillissement est causé par des facteurs complexes.
Par exemple, si nous pouvions maintenir la longueur des télomères, qui déterminent le nombre de divisions cellulaires mentionné précédemment, sans qu'ils ne raccourcissent, pourrions-nous vivre éternellement sans vieillir ? Or, des expériences sur des animaux ont montré que, contrairement aux attentes, un grand nombre de cellules cancéreuses se développent.
Le résultat fut que les cellules qui auraient dû mourir ne moururent pas mais proliférèrent au contraire d'innombrables fois.
Des études scientifiques rigoureuses utilisant C. elegans nous incitent à aborder la recherche sur le vieillissement avec une perspective plus rigoureuse et critique.