Organismes modèles dans l'étude du récepteur nicotinique

La torpille marbrée (Torpedo marmorata) possède un organe électrique capable de produire des décharges électriques de 70 à 80 Volts.
Ces décharges sont utilisées par l'animal pour chasser ses proies en ambuscade tandisqu'il est dissimulé sur le fond marin.

Informations sur le site de IUCN red list
Carte de répartition sur le site de IUCN red list

La membrane des cellules (électrocytes) de l'organe électrique (électroplaque) de la raie torpille est dotée d'une mosaïque de récepteurs nicotiniques et a été étudié depuis les années 60 comme analogue de la jonction neuro-musculaire

Aplysia californica est un gastéropode marin opisthobranche ("limace de mer").

Répartis sur la côte Ouest de l'océan Pacifique (Californie, Mexique)

Cette espèce a été étudiée pour mettre en évidence les bases cellulaires et moléculaires de l'apprentissage et de la mémoire à l'échelle simplifiée de ses 20 000 neurones de "grande taille". Dans ce cadre, le réflexe de retrait du siphon est utilisé pour tester les mécanismes d'habituation, de désensibilisation, etc...
La protéine AchBP est produite par les cellules gliales en réponse à la libération d'acétylcholine dans les synapses. Elle module le message nerveux en diminuant la quantité d'acétylcholine libre. La découverte en 2001 de la parenté entre l'AchBP et la partie extracellulaire des récepteurs à l'acétylcholine a permit d'envisager un modèle expérimental plus simple pour l'étude à l'échelle moléculaire des récepteurs de la famille du récepteur nicotinique.

Cyanobactérie aquatique et photoautotrophe identifiée en 1974. Unicellulaire, elle tend à former des colonies englobées dans un sac muqueux visible à l'oeil nu.

Décrite en Suisse sur un substrat calcaire, identifiée également en Chine.

De constitution atypique, cette cyanobactérie est le seul organisme photosynthétique connu ne possèdant pas de thylakoïdes. La photosynthèse est localisée dans des zones dédiées de la membrane plasmique tout comme les processus respiratoires. La comparaison de son génome avec celui d'autres cyanobactéries a montré une divergence précédant l'évènement d'endosymbiose. Par ailleurs sur les 4430 gènes potentiels identitifiés, seuls 41% ont pu être rattaché à des homologues dont la fonction est connue.
La recherche de séquences homologues à celle des chaînes du récepteur nicotinique dans des banques de données génomiques a révélé l'existence de telles protéines homologues dans plusieurs génomes bactériens (et un génome d'archéobactérie) dont celui de Gloeobacter. Ces homologues n'existent par contre pas chez les eucaryotes non animaux ce qui pourrait s'expliquer par un transfert horizontal précoce dans l'histoire des eucaryotes.
La capacité à pouvoir cloner et exprimer ce gène permet d'étudier un modèle simplifié de canal transmembranaire aux caractéristiques proches du récepteur nicotinique (l'ouverture est dépendante de protons et non de molécules ligands, la partie intracellulaire est absente, le motif du site de liaison est différent,...).
Sources : The Plasma Membrane of the Cyanobacterium Gloeobacter violaceus Contains Segregated Bioenergetic Domains
A prokaryotic proton-gated ion channel from the nicotinic acetylcholine receptor family
Identification of the prokaryotic ligand-gated ion channels and their implications for the mechanisms and origins of animal Cys-loop ion channels