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Morphogenèse et migration épithéliale :Etude de la fermeture dorsale chez la drosophile
Objectifs du cours:- Démarche (historique, analyse d’articles)- Modélisation (parallèles avec cicatrisation)- Comprendre le processus (composantes, signalisation)
Objectifs des TDs:- Pratique personnelle (analyse articles, construction)- Applications du cours (méthodologies)
Film montrant le développement de l’embryon de drosophile en vue latérale
Marqueur des cellules polairesVasa
QuickTime™ et undécompresseur Sorenson Video 3
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Film montrant le développement de l’embryon de drosophile en vue dorsale
Marqueur des cellules polairesVasa
QuickTime™ et undécompresseur Sorenson Video 3
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Flybase
Flybase
Flybase
Description des stades 13-15
Flymove
La fermeture dorsale en trois étapes
initiation
allongement
suture
D’après Rousset et al, 2004
Quelles sont les composantes cellulaires et tissulaires du mouvement?
L’amnioséreuse et l’ectoderme : deux épithélia
stade 14
Changement de forme cellulaire dans l’épiderme latéral pendant la fermeture dorsale
Kiehart et al 2000
La marge de l’ectoderme se différencie d’un point de vue de l’expression génique
QuickTime™ et undécompresseur Motion JPEG A
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La fermeture dorsale : des tissus en mouvement
spq-GFP:moesin(spq = nonmuscle myosin regulatory light chain)
Pour examiner les forces qui contribuent à la fermeture dorsale,une méthode pour suivre le mouvement in vivo a été mise au point: cibler la GFP à l’actine, donc décorer le cortex riche en actine des cellules
Motilité cellulaire et accumulation d’actine
QuickTime™ et undécompresseur Sorenson Video 3
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Morphologie des cellules de la marge en mouvement
Western-blot montrant l’expression de la fusion GFP:actinedans les embryons de drosophile transgéniques
+ + e22cGAL4UAS-GFP:actine
e22cGAL4UAS-GFP:actine
GFP:actine
actine
actine GFPVerkhusha et al 1999
A B C
Immuno-détection par microscopie confocale montrant l’expression cytoplasmique de la fusion GFP:actine (vert)
dans des cellules de bordures
cellules de bordures
Verkhusha et al 1999
QuickTime™ et undécompresseur Sorenson Video 3
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Film montrant des changements de morphologie des cellules de la marge en mouvement
La fermeture dorsale : un modèle pour la cicatrisation ?
La fermeture ventrale chez caenorhabditis elegans
Martin et Parkhurst 2004
La fermeture temporaire de la paupière de l’embryon murin
Martin et Parkhurst 2004
Capacité de cicatrisation de l’ectoderme embryonnaire (drosophile, poisson-zèbre)
Martin et Parkhurst 2004
Parallèles entre la fermeture dorsale et la cicatrisation chez la drosophile
Martin et Parkhurst 2004
QuickTime™ et undécompresseur Motion JPEG A
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La fermeture dorsale : fermeture type cordon de bourse (purse string)
Avancée lamellipodiale versus fermeture type « cordon de bourse » d’une plaie épithéliale in vitro
Martin et Parkhurst 2004
Quels gènes contrôlent la fermeture dorsale ?
La cuticule larvaire chez la drosophile
Défaut cuticulaire d’un mutant affectantle plan d’organisation de la larve
sauvage
wimp
classes phénotypiques
Le phénotype ouvert dorsalement
Hemipterous encodes a novel drosophila MAP kinase kinase,required for epithelial cell sheet movement (1995) Cell vol 83, 451-461Bruno Glise, Henri Bourbon and Stéphane Noselli
sauvage hep1/hep1 hep1/hep75 hep75
GLC
Glise et al 1995
Phénotype cuticulaire des embryons hep
Glise et al 1995
Nature de la mutation hemipterous (hep)
hepsauvage
Kr
En
Glise et al 1995
Le plan d’organisation non affecté des embryons hep
Développement embryonnaire sauvage
Développement embryonnaire d’un mutant bicoïd
hepsauvage
En
Glise et al 1995
Incapacité des embryons hep à étendre l’épiderme dorsal
+
pucE69
pucE69Vues dorsales, stades tardifs
Phénotype cuticulaire des embryons puckered (puc)
Glise et al 1995
hep contrôle l’expression du gène puc dans la marge
sauvage
hep
Glise et al 1995
Isolement de la séquence du gène hep
ftp://ftp.u-psud.fr/pub/from-upsud/9ba021d5/Reed2001.pdf
Patron d’expression des ARN messagers hep ?
L’analyse par hybridation in situ montre une distribution homogène des transcrits hep dans l’embryon
Le gène hep code une MAPKK
Glise et al 1995
Expérience de sauvetage de la mutation hep
Hep = Jun-N-terminal kinase kinase
Hep = Jun-N-terminal kinase kinase
Defective dorsal closure and loss of epidermal decapentaplegic expression in Drosophila fos mutants (1997) The EMBO Journal vol 16, 7393–7401Julia Zeitlinger, Lutz Kockel, Fiorenzo Peverali, David Jackson, Marek Mlodzik and Dirk Bohmann
Zeitlinger et al 1997
Expression de D-Fos dans les cellules de l’ectoderme pendant la fermeture dorsale
Zeitlinger et al 1997
Le phénotype dos ouvert des mutants kayak
Zeitlinger et al 1997
Absence de marquage Fos dans les mutants kayak
Défaut d’élongation cellulaire dans les mutants kayak
Zeitlinger et al 1997
Zeitlinger et al 1997
L’expression de dpp (et puc) dans la marge est régulée par DFos
Zeitlinger et al 1997
Similarité des phénotypes entre hep et kay mutants
Zeitlinger et al 1997
Drosophila Jun kinase regulates expression of decapentaplegic via the ETS-Domain transcription factor Aop and the AP-1 transcription factor Djun duringdorsal closure (1997) Genes and Dev. vol 11, 1717-27Juan Riesgo-Escovar and Ernst Hafen `
Drosophila Jun relays the Jun amino-terminal kinase signal transduction pathwayto the Decapentaplegic signal transduction pathway in regulating epitelial cellsheet movement (1997) Genes and Dev. vol 11, 1728-37Steven Hou, Elliott Goldenstein and Norbert Perrimon
Coupling of Jun amino-terminal kinase and decapentaplegic signalingpathways in drosophila morphogenesis (1997) Genes and Dev. vol 11, 1738-47Bruno Glise and Stéphane Noselli
Jun in Drosophila development : redundant and nonredundant functions and regulation by two MAPK signal transduction pathways (1997) Genes and Dev. vol 11, 1748-58Lutz Kockel, Julia Zeitlinger, Lena Stazewski, Marek Mlodzik and Dirk Bohmann
Glise et Noselli 1997
Hep contrôle l’expression de dpp dans la marge
Glise et Noselli 1997
Puc est un répresseur des cibles de la voie JNK (puc et dpp)
dpp
puclacZ/+
puclacZ/puclacZ
dpp
X-Gal X-Gal
puclacZ/puclacZ
Glise et Noselli 1997
Drac1v12 et Dcdc42v12 induisent une expression ectopique de puc et dpp dépendante de hep
dpppuclacZ
puclacZ
dpppuclacZ
lacZ Drac1v12
Dcdc42v12 Dcdc42v12
Dcdc42v12
hephep
Dcdc42v12
Glise et Noselli 1997
La marge est la source d’un signal de la voie JNK
lacZ
lacZ Drac1v12
Drac1v12
puclacZ puclacZ
puclacZ puclacZ
Glise et Noselli 1997
Conclusions
hep contrôle l’expression de dpp dans la margepuc est un répresseur de l’expression de dpp dans l’ectodermeDrac1 et Dcdc42 sont des composants de la voie JNK chez la DrosophileDrac1 et Dcdc42 sont des activateurs amont de hep et dppLa marge est la source d’un siganl activant la voie JNKDpp n’est pas un signal activateur de la voieJNKLa voie JNK est conservéeLes voies JNK et Dpp sont couplées pendant le développementLa voie JNK contrôle la migration épithéliale
