NEURO - Neurosciences, neurologie et psychiatrie

Développement et évolution du cerveau antérieur des vertébrés: rôle des centres de signalisation de la ligne médiane embryonnaire. – MIDLINE

Résumé de soumission

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
Le télencéphale constitue la partie la plus rostrale du cerveau des vertébrés. Pendant l¿embryogenèse, il se développe sous l¿influence de centres de signalisation localisés sur la ligne médiane qui sécrètent des facteurs de type Wnt, Bmp, Fgf ou Shh, générant un champ d¿organisation dans leur zone d¿action, et régulant la croissance et la régionalisation des aires palliales (corticales) et sous-palliales (ganglions de la base) du télencéphale.
Au point de vue neurophysiologique, les capacités cognitives des vertébrés reposent sur l¿expansion, la diversification et l¿émergence de nouveautés dans le télencéphale au cours de l¿évolution. Un enjeu majeur en neurobiologie du développement et de l¿évolution est de découvrir les mécanismes de développement qui sous-tendent une telle diversification et de telles innovations. Notre objectif est d¿identifier certains de ces mécanismes moléculaires et génétiques du développement qui furent moteur dans l¿évolution du télencéphale des vertébrés.RESUME PROJET – Description
Nous faisons l¿hypothèse que des variations de signalisation par la ligne médiane télencéphalique ont été instrumentales dans l¿évolution du télencéphale des vertébrés. Les centres de signalisation de cette ligne médiane seront donc comparés entre espèces et manipulés expérimentalement pour analyser leur rôle dans le développement, la diversification, et l¿évolution des structures télencéphaliques. Nous utiliserons deux modèles, afin de tester notre hypothèse au niveau macro- et micro-évolutif.
Nous utiliserons le modèle lamproie pour analyser la transition agnathe/gnathostome (550MA), par comparaison aux vertébrés à mâchoires. Nous effectuerons un crible par hybridation in situ pour analyser l¿expression des systèmes de signalisation de la ligne médiane chez la lamproie, et nous corrèlerons les résultats avec la prolifération et la régionalisation de son télencéphale. Nous manipulerons ces centres de signalisation par embryologie expérimentale.
Nos résultats préliminaires montrant que la signalisation Shh a été significativement modifiée à la transition gnathostomes, nous isolerons les éléments régulateurs du gène Shh de lamproie, nous les analyserons par génomique comparée, et testerons en transgenèse chez le poisson médaka si des changements dans ces éléments régulateurs ont été responsables de l¿émergence de la signalisation Shh typique des vertébrés à mâchoires.
D¿autre part, nous étudierons l¿évolution de la signalisation Shh par la ligne médiane chez un poisson cavernicole aveugle qui a divergé de sa forme de surface il y a seulement 10000 ans, et qui présente une signalisation Shh accrue. Chez les embryons de ce poisson Astyanax, nous comparerons l¿impact de la signalisation Shh accrue chez la forme cavernicole par rapport à la forme de surface sur le développement et l¿adaptation évolutive des réseaux de neurones du télencéphale, et nous testerons l¿idée d¿interactions modifiées entre centres de signalisation de la ligne médiane télencéphalique.RESUME PROJET – Resultats attendus
-une cartographie de la signalisation par la ligne médiane télencéphalique chez la lamproie, de la prolifération et de la régionalisation qui en dépendent, et une comparaison avec les gnathostomes.
-une description des variations qui sous-tendent l¿importante diversification du télencéphale chez les vertébrés: patrons d¿expression, hétérochronies, duplications de gènes.
-le test expérimental de l¿implication de changements dans les séquences régulatrices Shh.
-des éléments de compréhension de la régulation normale de l¿expression de Shh, facteur dont la dysrégulation provoque des holoprosencéphalies chez l¿homme.
-une démonstration de Shh comme moteur de la micro-évolution du télencéphale d¿un poisson, in vivo, et une démonstration fonctionnelle de son rôle dans le développement des réseaux de neurones du cerveau antérieur.

Coordinateur du projet

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR SUD (Divers public)

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Partenaire

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR SUD

Aide de l'ANR 300 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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