Réseaux de gènes régissant la formation de la nageoire médiane chez les cordés basaux. – ChorMedFin

Les ascidies appartiennent au groupe des tuniciers qui forment avec les vertébrés et les céphalochordés le phylum des chordés, lesquels sont caractérisés par un plan d’organisation commun comprenant une notochorde et un tube neural dorsal. L’ascidie Ciona intestinalis apparaît comme un modèle prometteur pour le déchiffrage des réseaux de gènes responsables du développement embryonnaire. En effet, de part sa simplicité tant au niveau cellulaire que génomique, Ciona est aisément manipulable à des fins de génomique fonctionnelle.
Nous avons précédemment mis en évidence les mécanismes contrôlant la régionalisation de l’épiderme de la queue de Ciona et la formation de ses dérivés: le système nerveux périphérique et la nageoire médiane. Cette dernière est formée exclusivement par du matériel extracellulaire (incluant de la cellulose) sécrété par l’épiderme sous-jacent et constitue un intéressant cas de morphogenèse sans cellule. Bien qu’étant a priori assez éloignées de structures équivalentes chez les vertébrés (la crête neurale/les placodes et la nageoire médiane), nos résultats suggérent une origine commune au cours de l’évolution.
Afin de mieux comprendre la formation et l’évolution de la nageoire et du système nerveux périphérique chez les chordés, je propose de :
1) Reconstruire le réseau de gènes impliqué chez Ciona. Les interactions entre les 30 gènes du réseau seront déterminées par perte et gain de fonction (par électroporation et injection de morpholinos). Pour identifier parmi ces interactions celles qui sont directes, les séquences cis-régulatrices contrôlant spécifiquement l’expression de chacun des membres du réseau seront isolées. La définition de ces éléments fonctionnels sera basée sur la recherche de sites de fixation pour les facteurs de transcription pertinents dans l’ADN génomique non-codant conservé entre les deux espèces de Ciona. Les fragments prédits des deux espèces seront testés chez C. intestinalis.
2) Décrire le développement et la spécification des structures équivalentes chez d’autres chordés situés à distance phylogénétique croissante (une ascidie Phallusia mammillata, un tunicier basal Oikopleura dioica et l’amphioxus Branchiostoma lanceolatum (céphalochordé)). Une description cellulaire et moléculaire permettra de tester, en utilisant des agents chimiques et des protéines recombinantes, l’implication de voies de signalisation importantes chez Ciona (FGF, BMP, Nodal et Notch).
3) Evaluer la conservation du réseau en déterminant chez ces chordés l’expression des gènes clefs du réseau et en isolant les régions cis-régulatrices responsables des domaines d’expressions conservés. L’activité transcriptionnelle de telles régions sera déterminée par des tests inter-espèces.