Analyse moléculaire et cellulaire du développement du système nerveux des vertébrés – MOLCELNERDEV

Notre programme de recherche concerne divers aspects du contrôle génétique du développement du système nerveux des vertébrés, central (SNC) et périphérique (SNP). Dans le SNC, nous étudions les mécanismes moléculaires et cellulaires gouvernant la segmentation et la régionalisation du rhombencéphale le long de l'axe antéro-postérieur. Nous tentons d'identifier les gènes jouant un rôle important dans ces processus et nous étudions leur fonction de façon détaillée. Une première approche consiste à rechercher les facteurs amont responsables de la régulation de l'expression de deux gènes précoces de segmentation, Krox20 et Hnf1ß, à partir des séquences cis-régulatrices que nous avons identifiées. Ceci devrait nous donner accès aux événements les plus précoces du processus de régionalisation. Une autre voie consiste à cribler une banque de « enhancer trap » chez le poisson zèbre, à la recherche de gènes exprimés précocement dans le rhombencéphale. Des aspects plus tardifs de la formation du patron du rhombencéphale sont abordés via une analyse détaillée de la fonction du facteur de transcription Krox20, qui est essentiel à l'établissement d'une alternance de segments pairs et impairs. Une question importante est comment les diverses fonctions de Krox20, qui contrôle positivement et négativement de nombreux gènes et interagit avec de multiples co-facteurs, sont contrôlées et intégrées à un niveau global. L'étude de gradients moléculaires putatifs gouvernant l'autorégulation de Krox20 à travers des cascades de signalisation antagonistes sera d'un intérêt tout particulier.
Un autre aspect de notre travail dans le SNC concerne l'établissement des projections thalamocorticales. Nous étudierons une population cellulaire du télencéphale basal que nous avons montrée migrer tangentiellement pour établir un corridor permissif au passage ultérieur des axones thalamocorticaux (ATC). Nous analyserons également le rôle de la frontière entre télencéphale basal et cortex cérébral dans le contrôle de la navigation des ATC.
Dans le SNP, nous sommes engagés dans l'étude d'un nouveau type cellulaire, les cellules des capsules frontières (CF). Ces cellules sont localisées à l'interface SNP/SNC, au niveau des points d'entrée et de sortie des nerfs périphériques. Nous avons montré qu'elles sont requises pour maintenir les motoneurones dans le SNC et pourraient constituer un réservoir de cellules souches pluripotentes du SNP. Nous caractériserons les interactions entre cellules CF et motoneurones, purifierons les cellules CF, étudierons leur différenciation dans des cultures clonales et après transplantation ex vivo et in vivo, analyserons leur lien avec des cellules souches pluripotentes décrites dans le nerf sciatique, rechercherons les caractéristiques les plus intéressantes de leur programme d'expression génique par analyse de transcriptome, et enfin caractériserons les cellules CF humaines et rechercherons des pathologies associées.