Evolution du processus d’élongation postérieure chez les chordés – EVOLONGATION

Les approches que nous allons utiliser combineront des méthodes descriptifs de l'anatomie et morphologie des embryons d'amphioxus avec des méthodes fonctionnels ou nous activerons et réprimerons la fonction du signal FGF au cours du développement embryonnaire de l'amphioxus

Notre résultat le plus important a été la démonstration de l'implication du signal FGF au cours de la somitogenèse précoce (antérieure) de l'amphioxus, mais pas au cours de la somitogenèse postérieure (tardive). Ceci a des implications très importantes au niveau évolutif puisque nos résultats suggèrent que l’évolution fonctionnel du signal FGF au cours du développement précoce a pu jouer un rôle essentiel dans l'apparition de la tête des vertébrés

Nos perspectives sont la continuation de ces études et en particulier la caractérisation de la cascade de régulation contrôlant spécifiquement la somitogenèse antérieure chez l'amphioxus. Pourquoi les somites anterieures et pas les postérieures se forment sous le contrôle du signal FGF est la question a laquelle nous voudrons répondre maintenant

Gene Expr Patterns. 2011, 11(3-4): 239-243
Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 2011. 108 (22): 9160-9165
Development, 2011, 138(22):4819-30.
Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 2012, 109 (2): 517-522
PLoS ONE, 2012, 7(5): e36554
International Journal of Evolutionary Biology. 2012;2012:298147
Communicative and Integrative Biology, 2012, 5(5):499-502

L'une des questions majeures en biologie évolutive concerne l'apparition de la grande diversité morphologique actuelle observée chez les animaux. La forme d'un organisme étant principalement le résultat de l'embryogenèse, comprendre l'évolution morphologique des animaux revient à comprendre comment l'évolution des mécanismes développementaux a permis l'acquisition de différents caractères morphologiques (Evo-Devo).
Notre projet s'inscrit dans ce cadre et vise à comprendre l'évolution d'un processus développemental clé, l'élongation postérieure, chez les chordés.
L'élongation postérieure est le processus par lequel l'embryon s'allonge dans l'axe antéro-postérieur à partir de la région la plus caudale. Elle, est caractérisée par une grande diversité en terme d'anatomie du bourgeon caudal, qui est la structure permettant l'allongement, ainsi qu'en terme de devenir cellulaire chez différents chordés. Néanmoins, quelques données d'expression génique dans les différentes lignées de chordés suggèrent une origine évolutive commune des mécanismes moléculaires contrôlant le processus d'élongation. Ainsi, les voies de signalisation FGF, Wnt et acide retinoïque pourraient avoir été impliquées dans le contrôle de ce processus chez l'ancêtre de tous les chordés. Le but principal de ce projet est de déterminer s'il existe effectivement un réseau moléculaire commun contrôlant les processus d'élongation du bourgeon caudal chez tous les chordés. En d'autres termes, les processus morphologiques d'élongation postérieure ont-ils divergés entre les différentes lignées de chordés en gardant un contrôle moléculaire commun, et donc ancestral? Ou bien, au contraire, différents processus d'élongation sont-ils apparus plusieurs fois pendant l'évolution par convergence, créant la diversité morphologique actuelle des bourgeons caudaux chez les chordés ?
Notre approche expérimentale entre dans le cadre d'une étude Evo-Devo et est donc une approche comparative. Nous allons donc étudier au niveau morphologique et fonctionnel les mécanismes intervenant dans le processus d’élongation postérieure chez l’amphioxus. En effet, de par sa position phylogénétique à la base des chordés, ainsi que de par le caractère peu dérivé de sa morphologie et de son génome, ce modèle est le seul métazoaire existant permettant des études comparatives capables de répondre à des questions clés sur l’évolution des chordés. La comparaison de nos résultats avec ce qui est connu chez les vertébrés nous permettra d'émettre des hypothèses sur l’évolution du processus d'élongation postérieure dans cette lignée.