10/03/2015 THIERRY Guilhem L2 CR : Borg Manon BMCP

BMCP – La Différenciation Cellulaire (1)
10/03/2015
THIERRY Guilhem L2
CR : Borg Manon
BMCP
Pr. M. GASTALDI
[email protected]
18-20 pages
La Différenciation Cellulaire (1)
Plan
A. Définition, étapes, principes généraux
B. Cellules souches et lignage cellulaire
C. Détermination / différenciation
D. Contrôles moléculaires et cellulaires
1. Cycle cellulaire
2. Facteurs intrinsèques
3. Facteurs extrinsèques
E. Maintien de l'état différencié
F. Exemples et pathologies
Ce cours se compose de deux parties : la mise en place de la différenciation (la théorie, dans cette partie), et
son illustration par les exemples du muscle, du système nerveux et de l'intestin (les pathologies, à voir dans la
prochaine partie « exemples et pathologies »).
Toutes les notions que j'ai marquées d'un * seront approfondies dans la partie F.
A. Définition, étapes, principes généraux
I. Définitions
Adipocyte
Neurone
Entérocyte
Spermatozoïde
La différenciation cellulaire correspond à l'acquisition d'une fonction et d'une morphologie spécialisées et
définitives.
Une cellule différenciée s'oppose à une cellule indifférenciée (c'est-à-dire une cellule souche).
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Apoptose / Prolifération / Différenciation
En situation normale :
– l'apoptose est limitée,
– la prolifération est contrôlée
– et la différenciation est régulée.
En situation pathologique :
– il peut y avoir soit une augmentation
de l'apoptose (induction), soit une
diminution de l'apoptose (résistance),
– la prolifération est incontrôlée,
– et la différenciation est dérégulée.
Devenir d'une cellule : 3 possibilités
Une cellule indifférenciée reçoit des signaux et est
soumise à une régulation dont les conséquences
peuvent être :
– la mort cellulaire programmée (apoptose),
– la prolifération,
– ou l'entrée en différenciation (avec acquisition
d'une structure et d'une fonction spécialisées).
II. Caractéristiques de la différenciation
La différenciation se produit dans un premier temps au cours du développement, avec la formation d'un
organisme pluricellulaire à partir d'un zygote unicellulaire.
Néanmoins un tissu adulte peut également être soumis au phénomène de différenciation, en particulier:
–
lors de la régénération tissulaire, un tissu lésé nécessite pour sa réparation la génération de nouvelles
cellules spécialisées,
–
à partir de cellules souches, de façon physiologique ou après une lésion, qui sont localisées dans des
zones spécialisées : les niches.
La différenciation est induite à la fois par des signaux extérieurs (externes ou extrinsèques) à la cellule (qui
proviennent de l'environnement), et par un programme de détermination interne (intrinsèque) (ce sont des
signaux internes qui correspondent au déterminisme moléculaire).
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Programme interne : 2 voies de régulation de l'expression des gènes
Les signaux internes font intervenir d'une part une voie nucléaire et d'autre part une voie cytoplasmique.
–
Voie nucléaire
elle fait intervenir : la matrice nucléaire, les points d'ancrage des chromosomes, la structure de la
molécule d'ADN, et le niveau de méthylation de l'ADN qui module l'activation des gènes.
–
Voie cytoplasmique
on y retrouve les facteurs de transcription qui régulent des transcriptions spécifiques, séquentielles et
sélectives en fonction du tissu dans lequel elles interviennent,
cette voie fait intervenir différentes étapes :
1. inhibition de la prolifération cellulaire
2. mise en place des processus de détermination/différenciation
3. différenciation terminale
NB : détermination et différenciation ne sont pas deux processus opposés, la détermination cellulaire est
incluse dans le programme de différenciation.
Les caractéristiques de la différenciation
Signaux spécifiques
Cellule
indifférenciée
Cellule
différenciée
(structure et
fonction spécifiques)
Des signaux spécifiques sont reçus par une cellule souche (encore indifférenciée), celle-ci peut alors mettre en
place différents phénomènes afin d'aboutir à une cellule différenciée.
La différentiation est induite par des signaux externes et des signaux internes.
La différenciation de la cellule se traduit par des modifications qualitatives du phénotype (modifications
morphologiques, synthèse d'un nouveau produit par un gène) : c'est la spécialisation du phénotype cellulaire.
Plus la cellule avance dans la voie de différenciation, plus la nature et le nombre des gènes exprimés devient
restreint, spécialisé et peu plastique.
Le programme de différenciation aboutit à une diminution de l'expression des gènes. A la base, la cellule
pluripotente a toute possibilité d'expression des gènes. Par la différenciation, le nombre de gènes exprimés
diminue.
Le phénomène de différenciation est irréversible.
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III. Les étapes de la différenciation
La cellule indifférenciée possède une capacité d’auto-renouvellement, elle prolifère tout en recevant des
signaux de maintien de l'état indifférencié.
Durant son évolution, elle peut recevoir un premier signal qui induit son entrée dans la voie de différenciation.
Elle arrive alors au stade de cellule déterminée (néanmoins, rien ne la différencie morphologiquement de la
cellule indifférencié), et arrête de proliférer.
D'autres signaux qu'elle recevra encore l'engageront un peu plus dans la voie de différenciation jusqu'à atteindre
la différenciation finale.
IV. Différenciation et apoptose
Au cours du développement, il y a activation physiologique
d'un programme d'apoptose pour certains types cellulaires.
L'apoptose fait donc partie du programme de différenciation
au cours du développement.
C'est l'exemple de la formation des doigts par l'apoptose des espaces interdigitaux (A) et de la mise en place
d'une cavité au sein d'un organe initialement plein qui deviendra creux par apoptose des cellules qu'il contient
(exemple de la cavité pré-amniotique) (B).
V. Importance de la mémoire cellulaire
Il y a un maintien de l'état différencié chez les cellules.
La majorité des types cellulaires d'un organisme adulte présente :
• des caractéristiques spécialisées stables et transmissibles,
• maintenues même lorsque l'environnement change.
La mémoire cellulaire repose sur 3 types de facteurs :
•
facteurs cytoplasmiques
•
facteurs nucléaires
- l'inactivation du chromosome X chez la femme
- l'empreinte parentale par la méthylation de l'ADN
- les facteurs de transcription (ex : B-HLH et lignage musculaire*)
•
facteurs autocrines
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VI. Différenciation cellulaire et organogenèse
La différenciation cellulaire est mise en place au cours du
développement, notamment lors de l’organogenèse. L'embryon est
au stade de Gastrula lors de l'apparition des trois feuillets
principaux :
– l'Ectoderme, qui donne les épithéliums de revêtement
(comme l'épiderme), le système nerveux ;
–
le Mésoderme, qui permet la formation des tissus
musculaires cardiaques, squelettiques et lisses, des cellules
sanguines, du rein, des os et des gonades ;
–
l'Endoderme qui donne les organes internes : poumons,
glande thyroïde, tractus gastro-intestinal avec le pancréas...
VII. Différenciation et expression combinée de différentes catégories de gènes
La différenciation correspond également à l'expression combinée de différents types de gènes.
On classe ces gènes en 5 groupes :
–
Gènes du groupes 1 : les gardiens du génome, gènes ménages ou « house keeper »
ils sont exprimés pratiquement dans toutes les cellules.
–
Gènes du groupe 2
ils sont impliqués dans la prolifération, ils sont inactivés dans les cellules différenciées.
–
Gènes du groupe 3
ils sont impliqués dans la différenciation et la mémoire cellulaire, ils sont spécifiques du lignage
cellulaire.
–
Gènes du groupe 4
spécifiques des tissus et des cellules différenciées.
–
Gènes du groupe 5
ce sont des gènes de régulation impliqués dans les voies de contrôle de la fonction spécifique.
Seuls les gènes du groupe 1 ne sont pas intéressés par la différenciation.
Les gènes du groupes 2 sont eux impliqués négativement (ils sont inactivés lors de la différenciation).
Les gènes des groupes 3, 4 et 5 interviennent spécifiquement dans la différenciation selon le tissu*.
VIII. Moyens d'étude
Ils sont multiples pour étudier la différenciation :
– traditionnellement, l'observation au microscope et l'embryologie expérimentale
– les marquages cellulaires (comme l'immunohistochimie et les anticorps)
– les cultures cellulaires
– les différents modèles animaux
– les animaux transgéniques (surexpression génique ou modèle KO)
– puces à ADN, à ARN, analyses de la chromatine...
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B. Cellules souches et lignage cellulaire
Certaines cellules persistent pendant toute la vie de l'individu sans renouvellement, d'autres seront remplacées.
De façon général, le remplacement des cellules mortes se fait par les cellules souches :
Cellule Souche
Toutes les cellules souches ont 3 propriétés :
•
l'auto-renouvellement : elles peuvent se multiplier de façon illimitée et produire d'une part des cellules
filles identiques et d'autre part des cellules qui s'engageront dans une voie de différenciation ;
•
une capacité de prolifération élevée ou illimitée ;
•
la potentialité : elles ont une forte capacité à se différencier en différents types de cellules.
A noter que les cellules souches n'ont pas toutes une capacité illimitée de prolifération. Cela dépend de leur
état indifférencié. Plus une cellule est indifférencié, plus sa capacité de prolifération est importante. C'est
pourquoi il existe des cellules souches à capacité de prolifération illimitée, et des cellules souches à capacité
de prolifération élevée (qui sont relativement moins indifférenciées/plus différenciées que les précédentes).
Selon le même principe, une cellule souche très indifférenciée possède une potentialité plus importante qu'une
autre plus engagée.
Niche
Les niches sont les sites spécifiques dans un tissu où résident les cellules souches
Elles comportent d'autres types cellulaires que les cellules souches, en particulier les cellules
mésenchymateuses.
Ce sont les niches qui contrôle l'auto-renouvellement des cellules souches (par des facteurs de croissance).
Lignage cellulaire
Un lignage cellulaire correspond à l'ensemble des cellules dérivant d'une même cellule souche avec un devenir
restreint à un type de différenciation.
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Premier exemple : le lignage des cellules du mésoderme*
Lignage osseux
. cellule progénitrice osseuse
. pro-ostéoblaste
. ostéoblaste
. ostéoblaste mature
. ostéocyte
Cellules
mésodermiques
Lignage musculaire
. cellules des somites
. myoblaste
. myotube
. myofibre
Les cellules souches mésodermiques sont à l'origine à la fois du lignage osseux et du lignage musculaire.
Le lignage osseux correspond à différents types de cellules qui vont de la progénitrice osseuse (encore peu
différenciée) jusqu'à l'ostéocyte (différenciation finale).
Dans le lignage musculaire on retrouve les myoblastes (peu différenciés) à l'origine des myotubes et myofibres
(état différencié).
Second exemple : le lignage des cellules intestinales*
Cellules souches intestinales
. cellules de Paneth
. cellules à mucus
. cellules enteroendocrines
. entérocytes (cellules absorbantes)
Dans l'épithélium intestinal, la villosité correspond à au compartiment en cours de différenciation tandis que la
crypte est le compartiment prolifératif.
Dans le fond des cryptes sont présentes des cellules
souches (environ 4 à 5 par crypte) qui donneront
naissance à tous les types de cellules différenciés :
cellules de Paneth, cellules à mucus, cellules
enteroendocrine, entérocytes (=cellules intestinales
fonctionnelles).
Les cellules migrent et remontent depuis la crypte
vers la villosité tout en devenant des cellules
entérocytaires (représentés en blanc).
Après 4 à 5 jours, elles atteignent le sommet de la
villosité intestinal et meurent par apoptose au stade de différenciation terminale.
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C. Détermination / différenciation
On pourrait seulement parler de différenciation et non plus de détermination : une cellule déterminée est juste
une cellule souche s'engageant dans une voie de différenciation.
Cellule déterminée
Une cellule déterminée est engagée dans une voie de différenciation.
Elle ne possède pas encore de modifications structurales ou fonctionnelles visibles.
Mais il y a déjà chez elle une mise en place du lignage cellulaire.
Elle a une capacité de développement/multiplication plus limitée.
Elle engage sa descendance dans une voie de développement spécialisée.
Ce moment durant lequel la cellule est déterminée est défini expérimentalement.
Cellule différenciée
Elle possède une fonction et une morphologie spécialisées et définitives.
La différenciation est induite par des signaux extérieurs et par un programme interne.
Plus la cellule se différencie et plus la quantité de gènes exprimés est restreinte
(stade de différenciation terminale).
Prolifération, différenciation
Détermination et différenciation cellulaires reflètent l'expression de gènes de contrôle.
Quel est la nature des molécules impliquées ?
Quel est le mécanisme de mémoire ?
Comment détermination et différenciation sont-elles liées ?
Ce sont souvent les mêmes types de molécules (ou des variants des gènes) qui sont exprimés à différents
moments successifs ou à différents endroits. Selon le moment et le lieu où sont exprimés les gènes, la cellule va
pouvoir entrer en différenciation ou pas.
D. Contrôles moléculaires et cellulaires (Partie la plus importante selon la prof)
Signal extérieur
(même tissu ou
tissu différent)
- arrêt du cycle cellulaire
- signalisation intrinsèque : répression/ expression
successive de gènes spécifiques (lignage cellulaire) =
programme de détermination interne
- signalisation extrinsèque : inductions successives ;
signalisation intercellulaires
détermination-différenciation
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Après avoir reçu un signal extérieur, la cellule indifférenciée connaît un arrêt de son cycle cellulaire, avant que
ne se mettent en place deux types de signalisations intrinsèque et extrinsèque, qui aboutiront à la
différenciation cellulaire.
I. Arrêt du cycle cellulaire
L'arrêt du cycle cellulaire est dû à l'expression de la p21.
p21 : Inducteur de la différenciation
Sous l'influence de signaux extérieurs,
il va y avoir augmentation de
l'expression de la p21.
Celle-ci précède la mise en place dans
la
cellule
du
programme
de
différenciation avec comme première
étape la sortie en G1 du cycle cellulaire.
p21 bloque le cycle cellulaire et induit
la différenciation.
Activation de la différenciation musculaire
On a pu montré que dans le muscle, l'augmentation de la p21 (qui induit arrêt du cycle cellulaire et
différenciation) était postérieure à l'augmentation de la p53.
On observe en effet dans le Northern Blot (=ARN) ci-dessus, qu'après un signal de différenciation,
l'augmentation de la p21 (maximale à 96h) était précédée par l'augmentation de la p53 (maximale à 36h).
Il y a également induction d'autres types de gènes spécifiquement musculaire, comme par exemple ici la
myogénine.
Dans les souris KO mutée p21-/- on ne retrouve pas de différenciation musculaire, pas de cellules musculaires
et pas de facteurs de transcription de la myogénine.
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II. Facteurs intrinsèques
On parle également de signalisation intrinsèque ou signalisation interne, de programme de détermination (qui
est spécifique du lignage cellulaire)... Cela correspond à la mise en place de la répression des gènes de
prolifération et l'expression des gènes du lignage.
a. Au niveau de l'ADN ou de l'ARN
–
le degré de méthylation de l'ADN (avec les îlots CpG) :
. la méthylation est un mécanisme répresseur de la transcription en général (+ l'ADN est méthylé, - il y
aura accéssibilité du génome pour les FRT).
. elle fait intervenir la 3 DNA méthyltransférase (Dnmt)
. la méthylation est faible au sein des cellules souches (expression des gènes importante)
. une hyperméthylation s'effectue au cours de la différenciation : une répression du programme de
pluripotence ? (cf cellules iPS)
–
le degré de compaction de la molécule d'ADN dans les nucléosomes (qui réduit l’accès pour les
facteurs de transcription se liant à l'ADN) :
. le ratio homochromatine/hétérochromatine est variable : au sein du noyau, au cours de la
différenciation, et au cours du cycle cellulaire
. selon le degré d'acétylation des histones
. des facteurs ATP dépendants (comme le complexe swi-snf) peuvent également décompacter l'ADN
–
–
–
–
la structure de l'ADN et la matrice nucléaire
les ARNs non codant (« nc RNA »)
le RNA editing
et les miRNA
b. Facteurs de transcription (niveau trans)
On parle ici des facteurs de transcription qui agissent par eux-mêmes (attention il existe aussi des facteurs de
transcription induits par la fixation d'un ligand)
C'est l'exemple des facteurs de transcription Myc, Max, Mad, qui agissent par la formation des hétérodimères
Myc-Max ou Mad-Max.
Les dimères Myc-Max induisent la prolifération.
Les deux dimères sont antagonistes
Les dimères Mad-Max induisent la différenciation.
Myc possède une demi-vie courte (20-30min) :
– il est exprimé durant la transition G0-G1 (+ facteurs de croissance)
– lorsque le taux de Myc est élevé : les cellules prolifèrent
Mad
–
–
–
il est non exprimé quand la cellule est en prolifération
mais il est augmenté par les inducteurs de la différenciation
il lie Max d'où une compétition entre les facteurs Myc et Mad
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Max
est neutre, il possède une expression constante au cours du cycle cellulaire
Compétition entre les dimères Myc-Max et Mad-Max
Exemple d'une lésion de l'ADN :
L'ADN lésé est un signal qui entraîne une augmentation de la p53 avec différentes possibilités :
–
si le taux du dimère Myc-Max est élevé :
. soit la cellule entre en apoptose (c'est le cas lorsque le dimère Bax/Bcl2 est en concentration
importante),
. soit la cellule entre en phase S et continue sa prolifération (c'est le cas lorsque les cyclines A, E, D1
sont en augmentation) ;
–
si c'est le taux du dimère Mad-Max qui est élevé, alors la cellule s'engage vers la différenciation
cellulaire.
III. Facteurs extrinsèques
La signalisation extrinsèque correspond à la mise en place des voies de signalisation intercellulaire grâce à :
a. des facteurs diffusibles (hormones ou facteurs de croissance)
b. l'interaction avec la MEC ou avec la lame basale
c. le contact cellule-cellule
L'interaction intercellulaire est médiée par :
•
•
•
des récepteurs transmembranaires qui vont lier des facteurs de croissance et des CAM,
les hormones et leurs récepteurs,
et des récepteurs couplés aux protéines G .
•
Il y a ensuite toutes les voies de signalisations intracellulaires qui aboutiront à l'activation ou à
l'inhibition de facteurs de transcription.
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Exemple de 4 voies de signalisation moléculaire
Seules les voies 2 et 3 sont importantes à connaître et approfondies dans ce cours.
1ère voie : voie du
Récepteur FGFR
2ème voie : voie des
récepteurs au BMP et au
TGF-β
3ème voie : voie Wnt
4ème voie : voie Notch*
La voie 2 présente des récepteurs de type II et de type I dont les ligands sont le BMP (Bone Morphogenetic
Protein) et le TGF-β (Transforming Growth Factor β).
Ses effets cytoplasmiques s'observent avec les protéines cytoplasmiques SMAD et l'activation de gènes cibles
de la matrice extracellulaire.
La voie 3 est la voie du Wnt dont le récepteur Frizzled (Fz) possède 7 domaines transmembranaires.
Ses effets cytoplasmiques sont l'activation de Dishevelled (Dsh) qui va inactiver un complexe protéique
aboutissant à l'augmentation de la β-caténine qui migrera dans le noyau et se liera aux facteurs de
transcription.
Les gènes cibles de cette voie correspondent aux interactions cellule/cellule, au cytosquelette, à la polarité
cellulaire et à l'adhérence.
Voie 2 : le récepteur du TGF-β
Il existe deux types de récepteurs au TGF-β : le récepteur de type II et le récepteur de type I.
Seul le récepteur de type II peut lier le TGF-β.
La fixation du TGF-β sur le récepteur de type II aboutit à la
dimérisation du récepteur.
Le récepteur occupé par le ligand est alors formé de récepteurs
de type II et de récepteurs de type I.
La famille du TGF-β intervient dans la différenciation
cellulaire :
–
–
–
au niveau du lignage mésodermique (par l'intermédiaire
du TGF-β, et de l'activine)
au niveau du lignage ectodermique (via la BMP)
au niveau du lignage endodermique (via l'activine)
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Régulation de la voie du TGF-β (comment ça marche ?)
1. Il y a d'abord fixation du TGF-β sur son récepteur (composé des
deux chaînes R-I et R-II).
2. Il y a alors stimulation d'une Sérine/Thréonine Kinase
Intracytoplasmique.
3. Cela aboutit à la phosphorylation des protéines cytoplasmiques
Smad 2 et 3.
4. Il se produit ensuite un décrochage de Smad 2/3 et une
hétérodimérisation avec la protéine cytoplasmique Smad 4.
5. Avec translocation de l'hétérodimère dans le noyau,
6. et activation de la transcription.
Voie 3 : Voie de Wnt / β-caténine
En l'absence de ligand Wnt (à gauche) :
En présence de ligand Wnt (à droite) :
la β-caténine est retenue dans un complexe protéique Wnt est lié au complexe récepteur Frizzle/ Lipoprotein
avec l'axine, l'APC et la kinase GSK3-β.
Receptor-related Protein (LRP).
Elle est phosphorylée par GSK3-β, ce qui entraîne son La β-caténine se dissocie du complexe
ubiquitinylation et sa dégradation par le protéasome. APC/axine/GSK, n'est plus phosphorylée et migre dans
le noyau où elle se lie aux facteurs de transcription
Elle peut aussi se lier à la cadhérine et contrôler
Lymphocyte Enhancer Factor / T Cell Factor
l'adhérence intercellulaire.
(LEF/TCF) et déclenche la transcription de gènes
cibles.*
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Exemple d'intégration des voies de
signalisation
Tous ces facteurs très différents, qui
peuvent induire ou réprimer la
différenciation, seront intégrés par la
cellule (ce qui augmente le niveau de
complexité de ces processus).
E. Maintien de l'état différencié
La plupart des cellules maintiennent leur phénotype (même placées dans un autre environnement).
1. Régulation intrinsèque :
–
traits épigénétiques (sans modification de la séquence d'ADN) qui sont des traits transmissibles à la
descendance cellulaire ;
–
traits régulés de façon lignage spécifique en permanence
Par exemple, au cours de la différenciation musculaire, le maintien de l'état différencié est dû non seulement à
l'expression de la protéine MyoD mais également à l'augmentation de l'acétylation des histones dans les
régions au voisinage de la liaison de MyoD à l'ADN. L'expression seule de MyoD ne suffit pas à maintenir
l'état différencié. L'acétylation des histones va permettre la fixation d'autres facteurs.
Exemple : transfection du cDNA de MyoD dans un fibroblaste
L'expression de MyoD dans un fibroblaste suffit à
le convertir en cellule musculaire, mais ce
phénomène demeure transitoire.
En effet la transfection ne permet pas de réguler
l'acétylation des histones au voisinage de la liaison
de MyoD à l'ADN.
Le maintien de la différenciation nécessite
l'expression permanente de MyoD (elle-même
due en partie au phénomène d'acétylation des
histones) .
2. Régulation extrinsèque = interactions cellulaires, MEC...
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F. Exemples et pathologies
I. Exemple de la myogénèse (muscle squelettique)
Facteurs myogéniques
Les facteurs myogéniques sont des facteurs de transcription capables de déclencher le programme myogénique,
c'est-à-dire la différenciation de la cellule musculaire.
MRFs : Myogenic Regulatory Factors
Les MRFs permettent à une cellule souche de rentrer dans la voie de différenciation et de passer du stade de
myoblaste à celui de myotube.
MRFs
MRFs
« précurseur » cellulaire
myoblaste
myotube
On a une cellule souche qui possède une capacité d'auto-renouvellement et qui exprime les gènes Pax3 et
éventuellement Pax7 (qui sont des facteurs de transcription de type « hélice-boucle-hélice » avec un domaine
basique nécessaire à la liaison à l'ADN).
Si l'on place cette cellule sous l'action de facteurs MRFs (par exemple MyoD, Myf5, Myogénine ou Mrf4...),
elle va dans un premier temps sortir du cycle cellulaire et ne plus proliférer, avant d'induire le programme de
différenciation musculaire, d'exprimer des protéines contractiles, changer de forme et fusionner avec d'autres
cellules pour finalement former un myotube (une cellule musculaire est plurinucléée).
Action de MyoD qui a un effet positif sur la RNA polymérase
et induit l'expression du gène de la Myosine (par exemple)
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La famille des gènes MyoD
HUMAIN
RONGEURS
Myf3
MyoD
Myf4
Myogénine
Myf5
Myf5
Myf6
Mrf4/herculine
Conversion myogénique
in vitro
L'expression des gènes de cette famille in vitro permet la conversion myogénique des cellules indifférenciées.
In vitro, on retrouve séquentiellement/chronologiquement l'expression des gènes de Myf5/MyoD, puis de la
Myogénine et enfin de Mrf4.
In vivo
On retrouve in vivo également une action séquentielle, mais qui sera différente selon les espèces.
Chez la souris, il a été étudié les conséquences des différentes invalidations des gènes de la famille MyoD :
•
Chez la souris KO avec MyoD -/- :
- la souris est normale,
- l'ARN de Mrf 4 et de la Myogénine sont normaux
- l'ARN de Myf 5 est en quantité augmentée
•
Souris KO avec Myf 5 -/- :
la souris est normale
•
Souris KO avec Myf 4 -/- :
la souris est normale
•
Chez la souris KO avec MyoD -/- et Myf 5 -/- :
- les souris sont mortes à la naissance
- elles ne possèdent pas de muscles squelettiques, ne synthétisent pas de myogénine...
MyoD et Myf 5 sont des gènes interchangeables mais il y a nécessité de présence d'au moins un des deux.
La myogénèse
Progression en fonction du lignage cellulaire
La cellule souche exprime les gènes Pax3 et éventuellement Pax7. Elle est à l'origine de trois type de fibres
musculaires selon l'étape du développement.
Chez l'embryon, la fibre musculaire embryonnaire est simple.
Chez le fœtus, les fibres musculaires deviennent plus complexes.
Chez l'adulte, les fibres musculaires ont à leur périphérie des niches qui abritent des cellules souches
(=cellules satellites).
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La cellule souche commence
par exprimer différents facteurs
myogéniques
en
devenant
progéniteur.
Le progéniteur embryonnaire
exprimera Myf 5, Mrf 4, et
MyoD.
Le
progéniteur
fœtale
exprimera Myf 5 et MyoD.
Le progéniteur adulte qui est
une cellule satellite exprimera
Pax7 et possiblement Myf 5.
Dans
l'évolution
de
la
différenciation, les différents
précurseurs
(myoblastes
embryonnaires, fœtaux ou
adultes) exprimeront tous le
gène de la Desmine.
Les gènes Pax
Les gènes Pax 3 et Pax 7 correspondent à des facteurs
de transcription à homéodomaine (ils sont de type
« hélice-boucle-hélice ») qui sont exprimés dans les
cellules souches.
Dans les modèle de souris double KO Pax3 -/- et Pax7
-/- : on observe une absence de musculature squelettique,
un arrêt de la myogenèse embryonnaire, et une mort de
la souris.
Lors de la différenciation musculaire squelettique, les gènes Pax 3 et Pax 7 vont permettre l'expression des
gènes des MRFs (myogenic regulatory factors) comme MyoD, Myf 5, la Myogénine, ou Mrf 4.
Eeeet... La prof s'est arrêtée là... Du coup la suite de l'incroyable aventure de la différenciation cellulaire ce
sera pour le prochain ronéo !
17/18
BMCP – La Différenciation Cellulaire (1)
Choses promises, choses dues...
Kass'dédi à Clara pour son travail photographique d'une rare excellence, digne des plus grands, il est peu
fréquent d'admirer tant de talent et de poésie réunis en si peu de pixels...
Dédicace à Sarah « qui va pas faire sa mijaurée hein ! » (ça existe vraiment!), à Jean (qui s'est tâché le
pantalon en lisant son nom dans un ronéo... mince, rebelote), à Camille (« ZUUUT' ! Rohh... crotte ! »), à
Marie Lou qui est invariablement la championne du monde des bonnes blagues (« eh oui Gui, on va t'enlever ta
caution haha ! » = Best Joke Ever...), à Virginie et Héléna (qui m'attendent en ce moment même d'ailleurs), à
Julie (heureuse?) et à tous mes autres « copinous-tout-pleins ! » qui ont désormais trop honte pour vouloir lire
leur nom (aller, cadeau c'est pour toi Victor <3).
Merci à tous ceux qui ont aimé le premier ronéo (traduisez : « étonnés que ce ne soit pas bâclé ») mais qui ne
manqueront pas de me dire :« le deuxième est moins bien fait quand même ooh ! »
Hommage à la soirée pharma qui s'est faite sauvagement boycottée... (non je plaisante, qui va aux soirées
pharma?!) Dédicace à ma petite pile de cours qui ne cesse de proliférer et de se multiplier au fil des semaines
(sale peste !) Et dédicace à tous les arbres qui se sont héroïquement sacrifiés pour ce ronéo.
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