induction neurale
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Chapitre 5 L’Organisateur de Spemann : induction neurale et régionalisation du mésoderme L’induction neurale:la greffe de l’organisateur de Spemann • Hans Spemann (1916) • Greffe de la lèvre dorsale du blastopore en position ventrale chez le triton • Le second axe dérive-t-il de l’hôte ou du greffon? • Il faut pouvoir distinguer les cellules de l’hôte de celles du greffon 1 Hilde Mangold (1921) Gastrula de Triturus cristatus • Utilise la technique des transplants hétérospécifiques (permet de reconnaître le greffon et l’hôte) • Le donneur est :Triturus cristatus(non pigmenté) • Le receveur est:Triturus taeniatus(pigmenté) • L’embryon secondaire possède des cellules de chaque type Lèvre dorsale du blastopore blastocoele Gastrula de Triturus taeniatus Embryon secondaire induit L’induction neurale: à quel moment? Jeune gastrula Fragment d’épiderme présomptif transplanté d’une gastrula à l’autre Neurectoderme présomptif Epiderme présomptif Devenir normal de l’ectoderme Au stade neurula Tissu neural Induction de tissu nerveux dans Le fragment transplanté Tissu neural Epiderme Le tissu nerveux est induit au cours de la gastrulation 2 Les propriétés de l’organisateur évoluent au cours de la gastrulation Greffe à un stade précoce: duplication de la tête et du tronc Greffe à un stade tardif: seuls le tronc et la queue sont dupliqués Structure de l’organisateur Neurectoderme Inducteurs du tronc Inducteurs de la tête et du tronc Inducteurs de la tête • Les premières cellules qui migrent organisent la tête (futur endoderme antérieur) • Puis c’est l’organisateur du tronc (chorde) • Les dernières cellules migratrices organisent la queue 3 Modèle de régionalisation du système nerveux par induction tube neural ectoderme mésoderme Ant Post Des inducteurs de tissu nerveux de nature différente spécifient des régions différentes du tube Modèle à deux étapes de régionalisation du système nerveux par induction ectoderme mésoderme • • tissu neural tube neural mésoderme Un premier signal émit par le mésoderme induit les formations antérieurs dans l’ectoderme correspondant Un second signal émis par le mésoderme (selon un gradient) détermine les régions les plus postérieures 4 Quels sont les signaux? Quels sont les signaux? • Noggin (et al) • Inducteur neural potentiel • Agit selon le même mécanisme que dans la dorsalisation du mésoderme: en inhibant la voie de signalisation BMP • Des dominants négatifs des récepteurs BMP ont une action neuralisante • Ce mécanisme permet d’expliquer l’autoneuralisation 5 Neuralisation des cellules dissociées Cellules de la calotte animale explant épiderme cellules dissociées • Les cellules de la calotte animale dissociées se différencient en neurones • Hypothèse : dilution d’un facteur secrété neurones Recherche de gènes exprimés spécifiquement dans l’Organisateur de Spemann Réalisation d’une banque soustraite au satde jeune gastrula lèvre dorsale - lèvre ventrale noggin, chordin, follistatin 6 Gain de fonction L’expression ectopique de noggin dans la calotte animale neuralise les cellules Ces cellules expriment des gènes caractériqtiques du tissu neural antérieur (et non postérieur) Idem pour chordin et follistatin Perte de fonction Noggin, chordin, follistatine : des facteurs secrétés qui inhibent la signalisation BMP-4 •La protéine Noggin purifiée se lie à BMP 4 •Le complexe Noggin-BMP 4 est incapable de se lier au récepteur de BMP 4 •Noggin crée ainsi une zone où BMP 4 est inactive •Chordin et follistatine agissent de façon similaire à Noggin •Des dominants négatifs des récepteurs BMP ont une action neuralisante 7 Les signaux dans le modèle à deux étapes ectoderme tissu neural mésoderme mésoderme nog • • chd tube neural bmp4 Le premier signal induit les formations neurales antérieures (activation) -les signaux sont des inhibiteurs des BMPs (noggin, chordin, follistatin),ils proviennent de l’organisateur Le deuxième signal émis en gradient par le mésoderme postérieurise les cellules (transformation) -FgFs,Wnt,acide rétinoïque 8 Les inducteurs neuraux sont conservés entre espèces Le noeud de Hensen de poulet peut induire du tissu nerveux dans une calotte animale de Xénope Organisateur de Spemann et régionalisation du mésoderme 9 Greffe de la lèvre dorsale du blastopore : Une partie importante des somites de l’axe ectopique est constituée de cellules de l’hôte Recombinaison d’explants de zone marginale Slack et Forman, 1980 10 Pôle animal Centre organisateur de Spemann mésoderme Pôle végétatif 11 Conclusions….. Antérieur oeil oeil membre antérieur membre antérieur membre postérieur membre postérieur Postérieur • Au stade neurula, le plan d’organisation a été établi • La régionalisation le long des axes antéro-postérieur et dorso-ventral est étroitement liée à l’action de l’organisateur de Spemann • Les régions de l’embryon qui formeront les membres, les yeux et autres organes sont déterminées 12
