Les oursins sont des échinodermes et appartiennent au groupe des deutérostomes. Ils occupent une position phylogénétique à l’extérieur des chordés mais néanmoins proche. Ce sont des bilatériens bien que les adultes présentent une symétrie pentaradiaire (ils appartiennent au même groupe que les étoiles de mer). Cependant les embryons présentent une symétrie bilatérale jusqu’à la métamorphose.

L’espèce Paracentrotus lividus est présente en mer Méditerranée, en océan Atlantique Est et jusqu'à la Manche.

Expertise d’EMBRC  

Accès

• Conditions d’expéditions maîtrisées
• Le sexage s’effectue par impulsions électriques.
• Mise au point de la stabulation en aquarium et extension de la saison de ponte
• Amélioration des conditions de ponte et maitrise du cycle avec obtention de juvéniles après environ 30 jours de phase larvaire (mais 72h entre la fécondation et le dernier stade larvaire), le nourrissage étant assuré par le développement de cultures de micro algues parallèlement - Induction de la métamorphose
• Protocole établi de maintien en culture de coelomocytes (cellules du système immunitaire) pendant 30 jours.

Outils disponibles

• Les animaux produisent des gamètes en grande quantité.  La fécondation peut être réalisée in vitro très facilement avec un rendement de fertilisation proche de 100%. Le développement précoce est synchrone, permettant de disposer d’une quantité importante d’embryons de même stade, ce qui facilite, par exemple, les approches de protéomique.
• Les embryons sont transparents donc accessibles aux techniques d’imagerie cellulaire, à l’hybridation in toto, à l’immunohistochimie, à l’utilisation de marqueurs fluorescents.
• L’analyse fonctionnelle des gènes est aisée; les œufs et les embryons jusqu’au stade 8 cellules peuvent être microinjectés avec des ARN synthétiques, des oligonucléotides antisens et de plasmides pour l’analyse d’éléments de régulation génique. Les embryons peuvent être transplantés avec des cellules. Les modifications du génome est réalisable par la technique des TALEN.  
• Du fait de leur petite taille, les embryons se prêtent aux approches pharmacologiques, au traitement par des molécules de différentes natures (agent chimique, substance naturelle) et exigent de faibles quantités.

Intérêt scientifique du modèle   

• L’oursin représente un modèle expérimental de choix en biologie du développement.
• Situé à la base des deutérostomes, leur génome n’a pas subi de duplication, facilitant les analyses fonctionnelles des gènes du fait de la quasi absence de leur redondance.
• Etude de la ségrégation du lignage endomésodermique en endoderme et mésoderme, de la mise en place de la symétrie droite/gauche, de la transition épithélio-mésenchymateuse,…
• Caractérisation du réseau de gènes (GRN) et des voies de signalisation contrôlant ces processus.
• Il représente aussi un modèle puissant pour les études du cycle cellulaire, ainsi que du contrôle traductionnel.
• L’espèce Paracentrotus lividus a été retenue comme modèle au niveau européen à cause du nombre important d’outils génomiques qui ont été développés au sein du programme « Marine Genomics ».

Ressources génétiques disponibles

Du fait d’un cycle de vie de 2 à 3 ans pour atteindre la maturité sexuelle, l’établissement de lignées mutantes est difficile.

Bases de données

• Le séquençage du génome de l’espèce Paracentrotus lividus est en cours. Des outils génomiques sont disponibles pour cette espèce (Banques d’ADNc, EST, macroarrays).
• Le génome d’une espèce voisine présente le long de la côte ouest américaine Strongylocentrotus purpuratus a été effectué en 2006 : 814 millions de paires de bases et environ 23000 gènes.

Applications potentielles 

• Utilisation des œufs très simple et mise en œuvre rapide comme bioessai, pour le criblage de nouveaux composés, à caractère antiprolifératif, et la recherche des cibles intracellulaires, pour le criblage de toxines, l’évaluation de l’impact de la présence de métaux lourds (Cu, Cr, Cd, Ni…), du pH, des ions (PO42-…), de contaminants,….  – Validation par l’Agence de Protection de l’Environnement américaine (EPA).
• Utilisation pour l’évaluation des risques de toxicologie
• Modèle expérimental pour générer une méthode d’évaluation du potentiel cancérigène de molécules.