Chapitre 3 : La segmentation

I) Chez la souris, le segmentation engendre la ségrégation de troislignages cellulaires

les premières divisionsla compactionla cavitationles trois lignages cellulairesl’éclosionl’activation du génome

II) Chez l’amphibien la segmentation transforme l’œuf en unestructure pluricellulaire organisée

1) les premières divisions2) le contrôle des divisions3) la blastula

1) les premières divisions

Formation du sillon de segmentation.La membrane plasmique de l'oeuf fécondé est marquée à l'iode 125 (en marron).

le sillon s’initie au pôle animal.la membrane du front de progression du sillon au seindu cytoplasme est marqué par l'iode 125.Elle provient donc de la surface.

Entre la surface et le front de progression, les membranes plasmiques nesont pas marquées (en bleu). Elles sont donc néoformées.

1) les premières divisions

Schéma Biologie et multimédia, http://www.snv.jussieu.fr/bmedia

Plasme germinal

Blastocoele1) les premières divisions

1) les premières divisions

Déterminants cytoplasmiquesCroissant gris

Enrichissement en β-caténine ??

2) le contrôle des divisions

Schémas Biologie et multimédia, http://www.snv.jussieu.fr/bmedia

2) le contrôle des divisions

ARNm maternels

Protéines maternelles

Gènes du zygote

ARNm zygotiques

Protéines

ARNm maternels

Protéines maternelles

122 cellules

3) la blastula

Dans l ’ovaire, injection des ARN antisens+ un marqueur.Fécondation in vitroAnalyse du développement

Inactivation : ARN antisens3) la blastula

3) la blastula

4) la blastula contient les cellules fondatrices de l ’ectodermedu mésoderme et de l ’endoderme

Nieuwkoop, 1960-69

Filtre : ectoderme mésoderme endoderme

Obstacle : pas de mésoderme

Recombinaison : ectoderme mésoderme endoderme

4) la blastula contient les cellules fondatrices de l ’ectodermedu mésoderme et de l ’endoderme

4) la blastula contient les cellules fondatrices de l ’ectodermedu mésoderme et de l ’endoderme

Induction ???

Analyse par recombinaisons de blastomères :initialisée au stade 32 celluleshémisphère végétatif est la structure inductriceperdure pendant la segmentation

In vivo ???

4) la blastula contient les cellules fondatrices de l ’ectodermedu mésoderme et de l ’endoderme

4) la blastula contient les cellules fondatrices de l ’ectodermedu mésoderme et de l ’endoderme

4) la blastula contient les cellules fondatrices de l ’ectodermedu mésoderme et de l ’endoderme

Ccl : pendant segmentation induction du mésodermedans la région équatorialehémisphère végétatif est inductricehémisphère animal est compétentemolécules diffusibles à courte distance (4-5 cellules)

V D

PA

PV

????

5) les blastomères végétatifs induisent la lignée mésodermique

5) les blastomères végétatifs induisent la lignée mésodermique

6) les blastomères dorsaux végétatifs forment un centre inducteur

Centre deNieuwkoop

7) Compétence, effet de communauté

Au bout de11 heures lescellules perdentleur compétence

A partir de 12 hexpression des gènesspécifiques des cellules musculaires

Transcription

Temps de contact : 2 heures pour initier, 5 - 7 heures pour obtenir les différents typesde mésoderme.

Pendant 7 heuresles cellules sontcompétentes pourformer du mésoderme

7) Compétence,effet de communauté

Milieu sans Ca++ ni Mg++

Cellules isolées

Pas de cellules musculaires Induction des cellules

100 cellules

7) Compétence,effet de communauté

D’après Standley et Gurdon, 2004

Un modèle possible

32 cellules

blastula

8) recherche des molécules inductrices

8) recherche des molécules inductricesa) les FGF

quatre membresin vitro : muscle, mésothélium, mésenchymein vivo : dominant négatif du récepteur

Pas de structurestroncales etpostérieures.Peu de chorde, detissus musculaire et sanguin

FGFs : induction mésodermique ventrale et intermédiaire via la voie MAPK

FGF

Cytoplasme

Milieu extracellulaire

Noyau

Transcription

P

PP

P

Les transductions du signal FGF

- MAPK

- PLC

8) recherche des molécules inductricesa) les FGF

COOH COOH

PLC

DAG, IP3

Ca++

γP

P MAPK

Grb 2

8) recherche des molécules inductricesb) les TGFs

les activines

in vitro : cellules de la chorde et musculaires, concentration dépendante in vivo : axe surnuméraire incomplet, pas de restauration

la protéine Vg1

in vitro : mésoderme dorsal et ventral dose dépendant

in vivo : pas de structures dorsales,

développement de l’endoderme affecté

TGF β ActivineBMP

Récepteurs de type II

P

Récepteurs de type IActivationCOOH COOH

TGF β Activine BMP

P

P P P P

P P P P P P

P P

P P

P P

Smad 2, 3 Smad 1, 5

Smad 4

Noyau

Activation ou répression de la transcription

Les transductions

des signaux TGFβ

Nodal

8) recherche des molécules inductricesb) les TGFs

8) recherche des molécules inductricesb) les TGFs les activines la protéine Vg1

les protéines Nodal :présentes dans l’endoderme,

gradient

faible dose d ’ARNm :induction ventrale

forte concentration d ’ARNm induction dorsale

gradient

Nodal

DV

c) les facteurs de transcription

l’ARNm siamoisrégion végétative dorsale

l’ARNm VegTdans l’hémisphère végétatif

8) recherche des molécules inductrices

8) recherche des molécules inductrices

La déplétion de Veg T modifie la carte des territoires présomptifsEn absence de VegT, l’endoderme ne se forme pas

8) recherche des molécules inductrices

β−caténineaprès la rotation corticale, tiers dorsal

pendant la segmentation, adressée aux noyaux

Région dorsale Région ventrale

8) recherche des molécules inductrices

8) recherche desmolécules inductrices

9) bilan