A ma mère, Et à la mémoire de mon père.

A ma
mère
,
Et à la mémoire de mon père .

2
SOMMAIRE
Introduction
I. L'oursin Paracentrotus lividus
A. L'embryon d'oursin : Un organisme modèle 3
1. Historique 3
2. Avantages 3
3. Inconvénients
4
B. Développement : de l'œuf à l'adulte 4
1. Les gamètes : œufs non fécondés et spermatozoïdes 4
2. La fécondation 6
3. La segmentation 7
4. La blastula 8
5. La gastrulation 9
5.1 Formation du mésenchyme primaire 9
5.2 Formation du tube digestif 10
5.3 Formation du mésenchyme secondaire 11
6. La phase larvaire : stades prisme et pluteus 12
7. La métamorphose 12
C. Formation d'un organisme harmonieux : mise en place des territoires 13
embryonnaires
1. Lignage cellulaire et cartes des destinées 13
2. L'axe animal - végétatif 15
2.1 Importance de l'axe animal - végétatif durant le 15
développement embryonnaire
2.2 Démonstration de l'existence de l'axe avant la fécondation 15
2.3 Animalisation et végétalisation par traitements chimiques 16
2.4 Le modèle des doubles gradients 17
2.5 Le modèle des cascades d'interactions inductives 18
2.6 La voie de signalisation de Wnt 19
2.7 Modèle actuel de la spécification des territoires 21
embryonnaires le long de l'axe animal - végétatif
3. L'axe oral - aboral : spécification et différenciation du territoire 22
ectodermique
3.1 Orientation initiale de l'axe oral – aboral 23
3.2 Période de spécification de l'axe 23
3.3 Implication d'un gradient de respiration 24
3.4 Signaux moléculaires requis dans la différenciation de 24

3
l'ectoderme le long de l'axe
3.5 Modèle de spécification de l'axe oral - aboral 26
4. La plaque végétative : endoderme et mésenchyme secondaire 26
5. Le territoire du mésenchyme squelettogénique : des micromères 28
au squelette de la larve
5.1 Spécification autonome des micromères 29
5.2 Arrangement des PMC dans le blastocœle et squelettogenèse 31
II. Résultats
A. Situation du projet 35
1. Les facteurs de transcription à T-box 35
2. Le crible par hybridation in situ .
2.1 Le récepteur membranaire, pl-Frizzled 37
2.2 La kinase, pl-Nlk 38
B. Articles publiés et Articles en préparation 39
Article 1 publié : " ske-T, a T-box gene expressed in the skeletogenic 40
mesenchyme lineage of the sea urchin embryo." (pp. 159-162)
Article 2 publié : " Expression pattern of Brachyury in the embryo of the 45
sea urchin Paracentrotus lividus." (pp. 617-619)
Article 3 publié : " Coquillette, a sea urchin T-box gene of the Tbx2 49
subfamily, is expressed asymmetrically along the oral-aboral axis
of the embryo and is involved in skeletogenesis." (pp. 561-572)
Article 4 en préparation : " Implication d'un membre de la famille des 62
récepteurs Frizzled dans la gastrulation chez l'embryon d'oursin."
Article 5 en préparation : " La kinase Nlk interagit avec la voie de Notch 80
dans l'établissement des lignées cellulaires chez
l'embryon d'oursin."
C. Perspectives 97
1. Les facteurs de transcription à T-box 97
1.1 Ske-T 97
1.2 Brachyury 98
1.3 Coquillette 99
1.4 Les autres facteurs de transcription à T-box 100
2. Le récepteur membranaire pl-Frizzled et la voie PCP 100
3. La kinase pl-Nlk et la voie de Notch 102
III. Références bibliographiques

4
INTRODUCTION
L'établissement des axes et des plans de symétrie et la mise en place des territoires
embryonnaires sont deux étapes clés du développement. Chez l'embryon d'oursin, le premier
axe de symétrie est l'axe animal - végétatif. Etabli avant la fécondation, il joue un rôle
important durant toute l'embryogenèse. Les premiers plans de clivage et les frontières des
territoires présomptifs sont par exemple strictement orientés par rapport à lui. Le second axe
embryonnaire est l'axe oral - aboral. Il est mis en place après la fécondation et n'est
morphologiquement visible que durant les derniers stades du développement. Chez l'embryon
d'oursin, l'établissement des axes, des territoires et des frontières embryonnaires dépend de
l'action combinée de facteurs maternels distribués de façon non homogène et d'une cascade
d'interactions inductives déclenchée au pôle végétatif par les micromères. Certaines des
protéines, impliquées dans ces processus encore mal compris, ont déjà été identifiées et
caractérisées. Il s'agit généralement de facteurs de transcription, de kinases ou d'éléments de
voie de signalisation tels que des récepteurs, des ligands ou des effecteurs cytoplasmiques ou
nucléaires. Afin d'identifier de nouvelles protéines jouant un rôle dans la régionalisation de
l'embryon d'oursin, des gènes codant pour des molécules régulatrices et s'exprimant de façon
localisée ont été recherchés soit de façon ciblée par homologie de séquence soit de façon
aléatoire par un crible par hybridation in situ,. Durant ma thèse, j'ai ainsi isolé puis caractérisé
trois facteurs de transcription à T-box, un récepteur membranaire de type Frizzled et une
kinase appartenant à la famille des Nemo-like kinases. La présentation des résultats obtenus
sera précédée d'une description détaillée du modèle biologique que j'ai utilisé : l'embryon
d'oursin.

I. L'oursin
Paracentrotus lividus