– NEUROCEPHALO

Sujet Le but de ce projet est de décrire le développement de structures nerveuses propre aux céphalopodes (ganglions stellaires, fibres géantes et système des chromatophores) et d'identifier, par la recherche de gènes candidats, les bases moléculaires de leur variation. L'approche double évolution et développement- du système nerveux périphérique chez les céphalopodes est originale et innovante et permettra de mieux comprendre, au sein des Lophotrochozoaires, les mécanismes qui régissent l'apparition des structures nerveuses. Background L'étude du système nerveux chez les Céphalopodes dans une perspective évolutive et développementale se justifie par plusieurs arguments. En premier lieu, peu de Lophotrochozoaires étudiés actuellement possèdent autant de convergences nerveuses avec les Vertébrés. Leur système nerveux central est utilisé comme modèle comparatif pour les Vertébrés mais les aspects développementaux n'ont encore jamais été explorés. En second lieu, les Céphalopodes montrent des particularités majeures parmi les Mollusques : ils ont un développement direct et leur système nerveux présente des innovations morphologiques telles qu'un cerveau résultant d'une concentration ganglionnaire, des ganglions stellaires, des fibres géantes et des chromatophores. En dernier lieu, les Céphalopodes montrent des niveaux d'organisation nerveuse différents en fonction de leur mode de vie. Cette variation, observée entre Nautiloides (Nautilus) et Coléoides et entre les taxons de Coléoides (seiches dont Sepia, pieuvres dont Eledone, calmars dont Loligo) est probablement corrélée à la perte de la coquille externe. Questions Les données sur le développement du système nerveux des céphalopodes sur des bases morphologiques et moléculaires permettent de déterminer l'origine des variations des ganglions stellaires, des fibres géantes et des chromatophores. La question est étendue aux problématiques évolutives suivantes: les mécanismes par lesquels les ganglions sont formés et sont connectés avec les autres structures nerveuses sont informatifs sur l'histoire du système nerveux central chez les Lophotrochozoaires; les modalités de formation des axones géants aident à comprendre les mécanismes par lesquels les fibres sont générées à partir du ganglion et par lesquels elles fusionnent (ou pas) en un syncytium; le contrôle de la bilatéralité du pattern des chromatophores est significatif d'un contrôle spécifique du développement des fibres nerveuses de part et d'autre de la ligne médiane au sein des Bilatériens. Méthodes Notre projet s'articule autour de trois axes complémentaires: 1) Observation morphologique et histologique du développement des embryons en utilisant Sepia officinalis comme modèle d'étude. Les essais d'élevage en laboratoire, des premières divisions jusqu'à l'éclosion, se sont révélés fructueux. 2) Caractérisation et détermination des patterns d'expression des gènes candidats impliqués dans : Ø la détermination et la spécification neuronale : engrailed pourrait participer à la formation de la coquille et à la neurogenèse ; NK-1 à la jonction neuromusculaire ; Ø la croissance axonale : roundabout et slit pourrait avoir un rôle dans la mise en place de la bilatéralité du système des fibres liées aux chromatophores ; Ø le système neuro-endocrine : rpf-1, gène de la famille POU, a un rôle dans le ganglion stellaire. 3) Suppression de l'expression d'un gène cible (et/ou surexpression), pour accéder à la fonction, en utilisant un système d'injections d'ARN antisens dans des embryons à différents stades. Résultats préliminaires Les homéodomaines (HD) d'engrailed (un chez S. officinalis et deux paralogues chez Nautilus pompilius) et de NK-1 (chez S. officinalis) ont déjà été caractérisés par PCR en utilisant des amorces adéquates. L'analyse de la séquence révèle que le HD engrailed des céphalopodes diffère de façon significative de celui des autres mollusques. Les premières ISH et de marquage anti-corps avec des embryons de .