Analyse multi-tissulaire de l’allongement de l’axe embryonnaire en utilisant des cailles transgéniques et de l’imagerie en temps réel – MULTIEL

L’allongement de l’axe est un processus morphogénétique majeur qui a pour conséquence l’acquisition de la forme allongée du corps des embryons de vertébrés. Il concerne les trois feuillets embryonnaires : l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme. Les interactions entre feuillets embryonnaires représentent un aspect crucial en biologie du développement ; elles permettent la régionalisation et la morphogenèse des organes. Bien que les mécanismes d’allongement aient été étudiés dans les différents tissus embryonnaires, les processus qui permettent la coordination de l’allongement entre ces différents tissus et les liens entre spécification cellulaire, migration et allongement axial sont largement inconnus.
Le projet MULTIEL se base sur un travail récent où nous avons utilisé des embryons de cailles transgéniques qui expriment une protéine fluorescente dans tous leurs noyaux cellulaires et des techniques d’imagerie en temps réel pour quantifier et comparer les mouvements des différents tissus dans l’embryon en développement. Ainsi, nous avons pu montrer que l’allongement axial est la résultante de la coordination de comportements tissulaires spécifiques se déroulant dans les trois feuillets embryonnaires. En particulier, nous avons observé que les tissus s’allongent à différentes vitesses glissant les uns par rapport aux autres. En relation avec ce projet, nos données indiquent que cette coordination des mouvements inter-tissulaires est due aux mouvements des cellules sortant de la zone de cellules précurseurs située dans la partie caudale de l’embryon. Cependant, ni l’analyse des mouvements a l’échelle cellulaire, ni l’exacte contribution de ces précurseurs dans l’allongement de l’axe n’ont été établis jusqu'à présent. De manière intéressante, cette zone de cellules précurseurs est un lieu de spécification cellulaire : les cellules vont adopter un destin soit mésodermique ou neuro mésodermique avant de migrer dans leur futur tissue. Dans des expériences préliminaires nous montrons que les niveaux d’expression de protéines qui sont spécifiquement exprimées dans le tube neural et le mésoderme (Sox2 et Brachyury) définissent des sous-domaines dans la région des précurseurs. Ces données suggèrent que ces sous-domaines, parce qu’ils contiennent des cellules exprimant des niveaux différents de Sox2 et Bra peuvent participer différemment à la construction de l’axe embryonnaire.
Avec MULTIEL nous faisons l’hypothèse qu’il existe, dans la partie caudale de l’embryon, des interactions entre spécification et morphogenèse permettant la construction des différents tissus constituant l’axe embryonnaire. Nous adresserons cette hypothèse en utilisant de la microscopie en temps réel et des nouvelles lignées de cailles transgéniques qui nous permettent de faire une analyse des mouvements cellulaires et tissulaires avec un niveau de précision exceptionnel. Les objectifs spécifiques de MULTIEL sont : (1) d’élucider les mouvements cellulaires et tissulaires des cellules précurseurs et de leurs descendants, (2) d’analyser la coordination de la spécification et la morphogenèse durant l’allongement axial. Les résultats de ce projet vont contribuer à notre compréhension de l’allongement de l’axe ainsi qu’à l’identification des mécanismes qui régissent la coordination entre spécification et morphogenèse pendant le développement embryonnaire.