Les dynamiques d’ovogénèse analysées in vivo par microscopie à feuille de lumière – DOLLI

L'ovocyte est une cellule d'importance unique pour les animaux à reproduction sexuée, fournissant un génome haploïde, tous les constituants cellulaires et les coordonnées spatiales du développement embryonnaire. Une régulation rigoureuse des événements cytoplasmiques, cytosquelettiques et nucléaires lors des étapes successives de l'ovogenèse est donc essentielle pour éviter l'infertilité et les défauts de développement. L'accès difficile aux ovocytes se développant dans la gonade femelle limite l’analyse de cette régulation chez la plupart des espèces modèles. Des organismes modèles alternatifs, notamment ceux tirés d’environnements marins, offrent une énorme diversité naturelle qui permet de contourner ces limitations. Habituellement, les organismes marins se prêtent bien aux approches d'imagerie, mais des contraintes particulières liées à leur environnement froid et salin compliquent actuellement l'application de technologies d'imagerie avancées.
Notre projet interdisciplinaire vise à surmonter ces contraintes en développant un système d'imagerie innovant et adapté, basé sur la microscopie à feuille de lumière. Nous avons choisi comme modèle une espèce de méduse, Clytia hemisphaerica, dotée d’un fort potentiel pour l'imagerie live de l'ovogénèse au sein de l'animal complètement transparent ou dans des ovaires isolés fonctionnant de manière autonome.
Notre plan de recherche comprend deux volets d'innovation technique et deux volets qui abordent les mécanismes de mise en place de la polarité animale-végétative de l'ovocyte, un processus clé qui présage du plan d’organisation de la larve : Dans le WP1, nous développerons des microscopes à feuille de lumière personnalisés et adaptables avec des flux d'acquisition et d'analyse d'images intégrés, adaptés aux organismes marins. Dans le WP2, nous construirons une suite d'outils moléculaires pour exprimer pendant l'ovogenèse de Clytia des protéines et ARNm étiquetés, y compris des lignées transgéniques. Dans le WP3, nous utiliserons ces outils dans des ovaires de Clytia pour visualiser en live et disséquer fonctionnellement le rôle des microtubules dans la mise en place de la polarité animale-végétative au cours de la phase de croissance de l'ovogenèse. Nous nous focaliserons sur le repositionnement du noyau et la localisation de l'ARNm Fz1, l'un des trois acteurs de la voie Wnt ayant un rôle de déterminant de l'axe. Dans le WP4, nous aborderons les mécanismes qui conduisent à la ségrégation des deux autres ARNm déterminants, Fz3 et Wnt3, vers des domaines corticaux opposés pendant la maturation méiotique de l'ovocyte. Pour les WP3 et 4, nous imagerons le cytosquelette, les ARNm et autres composants cellulaires clés en live en 3D avec une haute résolution spatiale et temporelle pendant la croissance et la maturation de l'ovocyte. En parallèle nous effectuerons des perturbations moléculaires grâce à des inhibiteurs et des morpholinos, ainsi que des micromanipulations physiques.
Les résultats de ces expériences révéleront des mécanismes clés conservés et éclaireront également leur histoire évolutive. Plus largement, ce projet apportera une contribution significative à la recherche sur l'ovogenèse en implantant Clytia comme un système modèle puissant, et fournira des microscopes à feuille de lumière adaptés pour exploiter le potentiel des organismes modèles marins pour des études mécanistiques dans la recherche en biologie.