Le système MyosineI dans l'asymétrie droite-gauche de la Drosophile et du poisson zèbre – DroZeMyo

Le contrôle génétique de l’asymétrie Droite/Gauche (DG) est un aspect fondamental du développement animal. L’importance de ce processus est illustrée par des pathologies sévères résultant de défauts du positionnement asymétrique des organes. Comment s’effectuent la brisure de symétrie et ensuite la morphogénèse asymétrique sont des questions d’importance majeure. Notre projet collaboratif utilise la drosophile et le poisson zèbre pour étudier le rôle des protéines MyosineID & C (MyoID/C) dans l’asymétrie DG.

Des études chez la souris ont montré qu’un flux directionnel généré par les cils motiles du noeud embryonnaire est essentiel pour la latéralisation. Alors que des flux ciliaires sont requis pour l’asymétrie DG chez de nombreux vertébrés, ce mécanisme n’est pas universel. Ceci est notamment illustré par le cas de la drosophile, où l’établissement de l’asymétrie DG s’effectue en absence de cils. Ces observations posent la question de savoir si différents organismes utilisent une variété de mécanismes pour établir la latéralité, ou si un mécanisme sous-jacent universel reste à découvrir ? Dans ce contexte, il a été proposé que la chiralité d’éléments du cytosquelette, en particulier de filaments d’actine, pourrait fournir une matrice asymétrique servant à nucléer la latéralité au niveau moléculaire, cellulaire et de l’organisme entier. Notre projet vise à utiliser deux organismes modèles, un invertébré et un vertébré, pour étudier si l’activité actine-dépendante des protéines MyoI pourrait être à la base d’un système de mise en place de l’asymétrie DG conservé à travers le règne animal.

La fonction de MyoID dans l’asymétrie DG chez la mouche drosophile a été découverte par le partenaire 1. MyoID agit comme un déterminant dextral qui est exprimé dans des organisateurs DG tissu-spécifiques. L’activité de MyoID est régulée par des interactions antagonistes avec son paralogue MyoIC. Une collaboration récente avec l’équipe partenaire 2 a permis de montrer pour la première fois que la fonction du système MyoID/C est conservée dans l’asymétrie DG chez le poisson zèbre, démontrant ainsi l’importance de ce mécanisme pour le développement vertébré. Au cours du présent projet, les partenaires proposent d’utiliser des approches expérimentales complémentaires chez la drosophile et le poisson zèbre pour aborder trois questions:

1. Comment MyoID dirige-t-il la morphogénèse chirale ? Des travaux récents du partenaire 1 ont montré que Dachsous et Fat, deux composants de la voie de polarité planaire, assurent la propagation de l’information DG de centres organisateurs exprimant MyoID à des tissus cibles exécutant la morphogénèse chirale. Le mécanisme moléculaire sous-jacent reste cependant incompris. Nous aborderons cette question par une combinaison d’approches cellulaires, biochimiques et biophysiques.

2. Quels sont les éléments de la voie de latéralité MyoID-dépendante ?
Nos observations montrent que le système MyoI est important pour l’établissement de l’asymétrie DG chez des organismes invertébrés aussi bien que vertébrés. Il est donc essentiel d’identifier les composants de cette voie de signalisation. Pour ce faire, nous utiliserons un crible génétique visant à identifier des nouveaux acteurs de la morphogénèse chirale dans l’intestin de la drosophile.

3. Comment le système MyoI contribue-t-il à l’établissement de l’asymétrie DG chez le poisson zèbre ?
Des expériences génétiques effectuées par l’équipe de partenaire 2 ont récemment permis de montrer que MyoID est requis pour la formation et la fonction de l’organisateur DG du poisson zèbre. Par l’utilisation d’approches génétiques, cellulaires et l’imagerie quantitative, nous déterminerons les fonctions cellulaires et tissulaires des protéines MyoID/C chez le poisson zèbre. Dans ce contexte, une attention particulière sera dévolue à l’étude d’un rôle potentiel des protéines MyoID/C dans la régulation de la signalisation PCP au cours de la mise en place de l’axe DG.