ANR Bouillabaisse 2009-2012 Titre du projet : Acide

ANR Bouillabaisse 2009-2012
Titre du projet : Acide rétinoïque et diversité des patrons dentaires chez les poissons téléostéens
Coordinateur : Vincent Laudet
Résumé du projet :
La thématique générale partagée par les équipes partenaires du projet « Bouillabaisse » est de mieux
comprendre les bases génétiques et développementales des adaptions morphologiques des espèces
animales. Pour cela, la stratégie choisie est de comparer un organisme modèle (dans lequel la
génétique du développement qui contrôle le caractère d’intérêt est bien comprise) avec une série
d’espèces “satellites” qui ont des degrés d’apparentement variés avec l’espèce modèle et où le
caractère en question est variable. Nous avons choisi de nous concentrer sur les dents car ce sont des
structures complexes qui présentent une incroyable diversité de taille, forme, nombre, arrangement
et structure au sein de nombreux groupes taxonomiques. Dans ce projet, nous utilisons comme
organismes modèles les Cypriniformes, un groupe très divers de poissons d’eau douce regroupant
plus de 3400 espèces parmi lesquelles le modèle de poisson le plus populaire actuellement, le
zebrafish, Danio rerio. Nous tentons de mieux comprendre les bases développementales de la
diversité des patrons dentaires chez ces espèces.
Les dents de Cypriniformes ont deux caractéristiques qui rendent leur étude particulièrement
intéressante d’un point de vue évolutif et développemental : (i) Les Cypriniformes ne possèdent que
des dents pharyngiennes puisqu’ils ont perdu leurs dents orales au cours de l’évolution. (ii) Les
Cypriniformes montrent une grande diversité de patrons dentaires et il a été proposé qu’une
tendance persistante vers la réduction du nombre de dents était en oeuvre au cours de la
diversification des Cypriniformes. Les bases développementales de ces deux tendances (perte des
dents orales et diversité des patrons de dents pharyngiennes) chez ces espèces ne sont pas connues.
Des expériences menées dans le laboratoire du coordonnateur ont montré que la voie de
signalisation des rétinoïdes était nécessaire pendant des fenêtres temporelles très précises pour
l’induction des dents chez le zebrafish (Gibert et al., Faseb J., 2010, 24, 3298-309). Le but du projet
Bouillabaisse est donc d’explorer comment des variations de la voie de signalisation des rétinoïdes
pourrait avoir joué un rôle dans l’apparition du patron dentaire spécifique des Cypriniformes (la
perte des dents orales) mais aussi dans la diversification de ce patron dentaire fondamental au sein
des Cypriniformes. Plus spécifiquement nous posons la question de savoir si des changements dans la
voie de signalisation de l’acide rétinoïque ont joués un rôle dans la perte des dents orales chez les
Cypriniformes. De plus, à un niveau taxonomique plus faible nous testons si l’acide rétinoïque a joué
un rôle dans la diversification morphologique des rangées dentaires observée chez les Cypriniformes.
En utilisant le zebrafish comme système expérimental modèle nous posons donc 3 questions
spécifiques qui sont déclinés en autant de tâches distinctes :
1- Est-ce que l’AR est réellement impliqué dans la perte des dents orales chez les
cypriniformes ? Au cours de cette tâche, nous testerons de façon spécifique notre modèle en
identifiant les éléments enhancer qui contrôlent l’expression de raldh2 (principal
responsable de la synthèse de l’acide rétinoïque chez l’embryon) dans le pharynx postérieur
ventral chez le poisson-zèbre, en testant si ces éléments sont structurellement et
fonctionnellement différents chez le médaka.
2- Est-ce que l’AR est impliqué dans l’organisation des rangées de dents et dans leur forme chez
le poisson-zèbre ? Pour tester le rôle plus tardif de l’acide rétinoïque dans le développement
des dents et notamment dans la diversité des patrons dentaires chez les Cypriniformes nous
proposons d’étudier l’expression tardive des acteurs de la voie de signalisation de l’acide
rétinoïque au cours du développement, notamment les gènes raldh2 (synthèse de l’acide
rétinoïque), cyp26 (dégradation de l’acide rétinoïque), RAR (récepteurs à l’acide rétinoïque).
Nous examinerons également si l’acide rétinoïque joue un rôle dans la morphologie des
dents pharyngiennes.
3- Est-ce que l’AR est impliqué dans la diversification des dents chez les cypriniformes ? En
utilisant des techniques d’imageries 3D non invasive, nous projetons d’étudier l’étendue de
la diversité des patrons dentaires dans une large gamme de cypriniformes. Cela devrait
permettre l’exploration de la diversité de morphologie des dents au sein de ce groupe et de
tester l’hypothèse de l’existence d’une tendance à la réduction dentaire au cours de
l’évolution. Nous testerons également si des traitements pharmacologiques peuvent altérer
la morphologie des dents sur des espèces spécifiques pouvant se reproduire en aquarium.
Equipes participantes au projet :
Equipe de Vincent Laudet, « Zoologie Moléculaire » à l’IGFL, l’ENS de Lyon
Equipe Laurent Viriot,« Evo-Devo of Vertebrate dentition » à l’IGFL, l’ENS de Lyon
Equipe Didier Casane, « Familles multigéniques » au LEGS, CNRS gif-sur-Yvette