Transparents - indico in2p3
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Dynamique nucléaire et pluripotence au cours du développement embryonnaire chez les mammifères Nathalie Beaujean UMR Biologie du Développement et de la Reproduction INRA – Jouy en Josas ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT Notre modèle: l’embryon précoce de mammifère et la reprogrammation Fécondation 1-cell 2-cell Blastocyste Cellules trophectoderme Placenta Foetus Différencié …………. Totipotent ………….. Pluripotent ……. Différencié Reprogrammation par transfert de noyaux (clonage) « ovocyte receveur » « cellule donneuse » Pluripotence in vivo et in vitro : une approche multi-espèces Souris Lapin Naive state ESCs ICM Bovin ICM ICM Lif, BMP4 implantation 3 days 2 days 8 days Primed state epiblast EpiSCs Activin, FGF2 gastrulation gastrulation implantation gastrulation implantation Analyses in vivo du développement et contrôle de la pluripotence «comparaison d’espèces » Souris Bovin Lapin «comparaison de stades» -ICM (blastocyste) -Cellules épitheliales -Epiblaste OCT4 APE ERSE Bovine - embryologie descriptive : hybridation in situ sur embryons en 3D avec les marqueurs de pluripotence EB 100 µm 200 µm - Analyses transcriptomiques: comparaisons inter-espèces et inter-stades Mouse 100 µm 100 µm 100 µm 100 µm Jouneau et al., unpublished Analyses globales par « microarrays » après clonage 4 cell IVF Excessive transcriptional activation + Maternal transcripts not degraded Inappropriate Reprogramming Somatic Reprogramming axis Inappropriate Reprogramming Excessive transcriptional repression (embryonic genes not activated) Proper transcriptional activation Morulae IVF Léandri et al., Physiol Genomics 2009 Correct Reprogramming NT Morulae Donor cell Correct Reprogramming MET Reprogramming axis Proper transcriptional repression Identification de gènes « marqueurs » de la reprogrammation Fibroblaste Lignée A % Blastocystes 42** % à terme 12.7** Bui et al., Reproduction 2009 / Khan et al., PloS One 2012 Lignée B 35* 1.8* Réorganisation nucléaire et épigénétique anormale dans les clones Cellule donneuse Transfert Embryon clone H3K9me3_DNA Maalouf, BMC Dev Biol 2009 / Ribeiro Mason, Cell Reprog. 2012 Clone Fécondé Centromeric Pericentric Centromeric Pericentric 3D-FISH Peculiar nuclear organization Nombreux chromocentres (clusters d’hétérochromatine) résiduels dans 50% des embryons H3K9me3_DNA Parental asymetry with progressive acquisition of a decondensed chromatin state with permissive marks Immuno-fluorescence Répartition aberrante des marques épigénétiques avec absence de l’asymétrie parentale (génome male/femelle) L’efficacité de reprogrammation peut être améliorée … transfert Embryon clone Utilisation de la TSA (trichostatin A) qui provoque une hyper-acétylation Diminue le % d’embryons présentant des anomalies d’organisation nucléaire Moins de centromeres isolés Maalouf, BMC Dev Biol 2009 Perspectives Etudier le lien entre reprogrammation, expression des gènes et chromatine Nouveaux outils? - compaction chromatine /organisation nucléaire : drogues, relation avec le cycle cellulaire… -Analyse épigénétique de gènes d’intéret : problème = quantité de matériel - microscopie : outils d’analyses en 3D (embryon = 100µm) Utiliser nos modèles multi-espèces et nos outils (transfert de noyaux) À la fois -In vivo: embryons -In vitro: cellules (ES-EpiSC) http://www4.jouy.inra.fr/bdr
