Une vision segmentée de la fermeture dorsale chez

Une vision
segmentée de la
fermeture dorsale chez
Drosophila melanogaster :
dynamique de la soudure tissulaire, comportement
mécanique et remodelage des frontières segmentales.
17 octobre 2008
thèse soutenue publiquement par Fanny PIGNOLÉ SERMAN
L’importance de la soudure tissulaire
pour la morphogenèse
conséquences dramatiques de mauvaises
soudures dans le développement
• mésenchyme facial Æfente labiale ou palatale
• tube neural Æanencéphalie, spina bifida
(Barteczko & Jacob, 2004)
6 semaines 10 semaines
(Hill, site internet UNSW)
pour la cicatrisation
• d’un tissu épithélial monocouche
(épiderme embryonnaire, cornée, intestin…)
embryon de Drosophile, stade 16
• de la peau
~ 100 min
coupure
de 25 μm
~ 18 jours
coupure
de 2 cm
(souris)
1er mois de développement
(Martin, 1997)
10 days
La fermeture dorsale dans l’embryogenèse de la drosophile
(site internet Flymove)
Modèle biologique
Différence de cinétique dans la soudure tissulaire
Remodelage de la frontière segmentale lors de la fermeture
Étude de la tension du câble
Conclusion
10 days
La fermeture dorsale dans l’embryogenèse de la drosophile
stades 9 à 17
marquage membranaire
~ 14 heures
(site internet Flymove) épiderme
amnioséreuse

Les tissus impliqués dans la fermeture dorsale
vue dorsale
vue latérale
stades 12 à 15
~ 5 heures
stade 14
stade 14
stade 15
épiderme
amnioséreuse marge
(ptc = pilote des compartiments A)
Description temporelle de la fermeture dorsale
vue dorsale
βCaténine
(min)
formation du canthus P
formation du canthus A
0
20
120
fusion des bords temps
fusion
des cellules
~ 1h
ptc > Actine
Fusion des cellules par zippering :
~ 3 heures
Description des forces impliquées dans la fermeture dorsale
mise en évidence
des forces
(Kiehart et al., 2000)
= ablation laser tension du câble
tension
force résistive
de l’épiderme
contraction de
l’amnioséreuse
zippering
contraction de l’amnioséreuse
étirement de l’épiderme
pilote ubiquitaire > Actine
(arm)
~ 15 min
Génétique de la fermeture dorsale
Perte de fonction (slp, hep, bsk) :
• « dorsal open »
• défauts de formation du câble d’actine
• perte des attachements entre les tissus
Gain de fonction (puc) :
• « dorsal open »
• augmentation de la tension du câble
mutants JNK de la fermeture dorsale
Hep (DJNKK)
Bsk (DJNK)
DJun / DFos
puc
Slp (DJNKKK)
Msn (DJNKKKK)
dpp
voie de signalisation JNK
scb ?
embryon larve adulte disque imaginal
—————— cicatrisation——————
(Martin-Blanco
et al. 1998)
Morphogenèse épithéliale
Æfermeture dorsale, fermeture du thorax
(drosophile), de la paupière (souris), du tube
neural (souris), cicatrisation...
(Galko et al.
2004) (Ramët et al. 2002) (Bosch et al. 2002)
arm > αCaténine, bskDN
ptc > Actine, hepact

modèle de Hutson et al. , 2003
Æsymétrie A-P des marges
Æforces homogènes
Peralta et al. , 2007
Ædébut d’étude asymétrique
dpp (Glise & Noselli, 1997)
(Melanie)
puc
chaine légère de la Myosine II
Actine (phalloïdine)
Un modèle actuel homogène de la marge…
au niveau :
des marqueurs du cytosquelette des marqueurs de la voie JNK de la description mécanique
…dans un embryon segmenté
segmentation génétique
stade 9
stade 10
stade 11
stade 12
fermeture dorsale
segmentation morphologique
A7 A8
A5 A6A4A3A2A1T3T2
βCaténine
pilote des compartiments P > h-Actine
(en)
Une vision segmentée de la marge ?
marge homogène
La marge est-elle fonctionnellement segmentée ?
marge inhomogène ?
Ædifférencier l’antérieur A et le postérieur P
axe A-P global
compartiments des segments
A P
APAP…
Étude à l’échelle segmentale
temps et vitesse de
fermeture
(n=62)
Modèle biologique
Différence de cinétique dans la soudure tissulaire
Remodelage de la frontière segmentale lors de la fermeture
Étude de la tension du câble
Conclusion

Étude à l’échelle segmentale
temps et vitesse
cellulaire de fermeture
(n=62)
Æcomposante segmentale
des vitesses
Ædifférence entre les parties A
et P globales de l’embryon
vitesse cellulaire
Différence sur l’axe A-P global
Æcomparaison avec une méthode cinétique classique
(Peralta et al., 2007)
Æpertinence de la méthode
Différence sur l’axe A-P global
Æexplications proposées :
1) involution de la tête
2) compensation A-P
77% des embryons ferment au milieu de A3 alors que la
formation du canthus A est plus tardive
0’
40’
70’
100’
marge-GFP
projection de
15 contours
~ 90 min
étude des mouvements A-P
(sur un embryon ptc > αCaténine)
Æpas satisfaisant
arm > Actine
Étude à l’échelle compartimentale
temps et vitesse de
fermeture
(n=62)
Æinhomogénéité cinétique
des compartiments
vitesse cellulaire

Explications possibles de l’inhomogénéité :
- différence de largeurs des cellules ?
AP
largeurs
A : 2.4 ± 0.5 μm
P : 2.3 ± 0.3 μm
début de
fermeture milieu fin
- différence de comportements mécaniques des cellules ?
1) les filopodes ont une extension de 5 à 7 μm
ptc > Actine
~ 5 min
5 μm
(Peralta et al., 2008)
Æcertaines cellules peuvent se contracter moins
rapidement
Ærigidité
Ætension
2) les cellules en train de fusionner doivent se contracter
Explications possibles de l’inhomogénéité :
2x longueur
d’un filopode
donc effet du zippering sur 12 à 17 μm
~ 5 - 6 cellules
- 10 %
Conclusion sur l’étude cinétique
Æinhomogénéité fonctionnelle de la marge
- sur l’axe A – P global
- entre les compartiments A et P
Æautonomie fonctionnelle du segment ?
Æmécanismes de régulation dans le segment
A P
Que se passe-t-il à la frontière segmentale ?
segments A3-A4
~ 2 heures
βCaténine en > h-actinsuperposition
Modèle biologique
Différence de cinétique dans la soudure tissulaire
Remodelage de la frontière segmentale lors de la fermeture
Étude de la tension du câble
Conclusion