Cours 1 Système de signalisation PDF

Les systèmes de signalisation Le développement d’un organisme dépend des interactions exercées par un groupe de cellules sur un autre. C’est le cas des inductions qui impliquent la sécrétion d’un facteur inducteur à partir d’un Centre inducteur et son action sur un groupe de cellules cible. Il y a...

Les systèmes de signalisation Le développement d’un organisme dépend des interactions exercées par un groupe de cellules sur un autre. C’est le cas des inductions qui impliquent la sécrétion d’un facteur inducteur à partir d’un Centre inducteur et son action sur un groupe de cellules cible. Il y a plusieurs familles de molécules inductrices, aussi connues sous le nom de facteurs de croissance, de cytokines ou d’hormones, dans d’autres contextes que le développement. Les inducteurs sont des protéines à quelques exceptions près comme l’acide rétinoïque. Là, il se fixe à son récepteur, le complexe est transloqué vers le noyau où il devient facteur de transcription et active ses gènes cibles. La plupart des inducteurs sont sécrétés, d’autres sont des protéines transmembranaires qui ne peuvent donc interagir qu’avec les cellules adjacentes. Les inducteurs se lient à des récepteurs spécifiques et activent une voie de transduction de signal (mécanisme par lequel une cellule répond à l'information qu'elle reçoit, par des agents chimiques ou autres signaux) dans la cellule cible. Ceci conduit soit à l’activation ou à la répression de gènes, soit à des modifications du comportement des cellules par l’intermédiaire du cytosquelette, soit encore à des modifications du métabolisme de la cellule. Le répertoire des réponses de la cellule dépend du récepteur qu’elle possède, de la façon dont celui-ci est couplé à la voie de transduction et de la manière dont ces voies sont couplées à la régulation des gènes. Il y a trois classes de récepteurs aux protéines inductrices: les récepteurs liés à une activité enzymatique, les récepteurs couplés à la protéine G (protéine régulatrice qui active des enzymes qui elles-mêmes mobilise pour activer d'autres enzymes ou canaux) et des récepteurs de canaux ioniques (protéine membranaire qui permet le passage à grande vitesse d'un ou plusieurs ions). Les récepteurs liés à des enzymes qui ont une importance particulière au cours du développement sont les tyrosines kinases sérine/ thréonine kinases (enzymes agissant comme des interrupteurs activation/ inhibition). Ils ont tous un domaine extracellulaire qui interagit avec l’inducteur, un domaine transmembranaire et des sites enzymatiques dans leur partie cytoplasmique. Pour les récepteurs de type tyrosines kinases, la liaison avec le ligand (molécule qui se lie de manière réversible à une macromolécule ciblée, protéine ou acide nucléique) provoque une dimérisation (Association de deux molécules élémentaires pour former une molécule complexe comportant deux sous-unités (dimère)) des récepteurs qui induit une autophosphorylation des domaines cytoplasmiques. Il en résulte l’activation d’une voie de transduction du signal, c’est-à-dire l’activation de protéines cytoplasmiques généralement par leur phosphorylation (addition d’un groupe phosphate). Celles-ci se déplacent vers, et entrent dans le noyau où elles activent un ou des gènes cibles. Une complexité est introduite dans ce système par le fait qu’un ligand peut se lier à différents récepteurs ou bien qu’un récepteur peut activer plus d’une voie de signalisation. 1 Concernant les récepteurs couplés aux protéines G, il s’agit de polypeptides qui traversent sept fois la membrane plasmique et dont la région cytoplasmique est associée aux sous unités a, b et g des protéines G. Lorsque le ligand (inducteur) se lie au récepteur, ce dernier est activé et provoque l’échange Guanosine Diphosphate (GDP) lié à la sous unité a par une Guanosine Triphospahate (ATP). La sous unité a est alors relarguée et peut interagir avec d’autres composants des membranes plasmiques tels que la proteine adényl cyclase. Celle-ci convertit l’ATP en adénosine monophosphate cyclique (AMPc). L’AMPc, à son tour, active la protéine kinase A (PKA) qui phosphoryle diverse cibles. Il en résulte des modifications du métabolisme intracellulaire ou de l’expression de certains gènes. Une autre cible de ces récepteurs est la phospholipase CB. Dans ce cas, la voie des phospholipides inositols est activée. La phospholipase convertit le phosphatidylinositol biphosphate (PIP2) en diacyle glycérol (DAG) et en inositol triphosphate (IP3). Le DAG active la protéine kinase C (PKC) qui active différents substrats et provoque des réponses métaboliques ou des modifications dans l’expression des gènes. De son côté, l’IP3 ouvre les canaux calciques du réticulum endoplasmique, ce qui libère du Ca2+ dans le cytoplasme et provoque une variété d’effets intracytoplasmiques. Enfin, les récepteurs de type canaux ioniques provoquent le passage d’ions comme le Na2+ , K+, le Cl- ou le Ca2+. Les conséquences de leur activation et leurs implications au cours du développement sont moins bien connus. 2  Molécules qui participent à l’induction du Mésoderme Les molécules inductrices du mésoderme sont des substances sécrétées et diffusibles. Leur identification a fait appel à deux types de démarches. La première voie de recherches, très biochimique et cellulaire, consiste à tester la nature inductrice de molécules connues par ailleurs, dans d’autres systèmes pour avoir des effets sur la prolifération ou la différenciation des cellules. La seconde utilise des méthodes de la biologie moléculaire. Dans les deux cas, la recherche des molécules inductrices repose sur la prise en compte d’un certain nombre de critères. En premier lieu, les distributions de la molécule inductrice et de ses récepteurs doivent être corrélées dans l’espace et le temps avec l’induction analysée, c’est-à-dire que l’inducteur et son récepteur doivent être présents au bon endroit et au bon moment. En particulier, ils doivent être exprimés avant la transition blastulénne (désynchronisation des cycles qui s’accompagne de la reprise de la transcription, est appelée la Transition Blastuléene (TB). En second lieu, les molécules recherchées doivent répondre aux critères expérimentaux suivants : -in vitro, la molécule recherchée doit être susceptible d’induire du mésoderme lorsqu’elle est incubée en présence des cellules du pôle animal ; -in vitro, un ARNm injecté dans le blastoderme végétatif ventral, doit conduire à la différenciation de cellules musculaires et chordales ou bien à la formation d’un second axe embryonnaire, si la molécule codée par cet ARN est un inducteur mésodermique dorsal ; -toujours in vitro, un ARNm d’un inducteur mésodermique dorsal doit être susceptible de produire des cellules mésodermiques dorsales et/ou de restaurer la formation d’un axe embryonnaire lorsqu’il est injecté dans un blastomère végétatif d’un embryon préalablement irradié par les UV. Enfin, il faut concevoir des expériences qui montrent que si l’action de l’inducteur potentiel est bloquée, l’induction ne se réalise pas. Ces critères associés à d’autres, comme l’expression de marqueurs de différenciation, ont permis d’identifier un certain nombre de molécules produites par les blastomères endodermiques et impliquées directement ou indirectement dans l’induction du mésoderme. 3  Les Molécules Inductrices La démarche consistant à tester l’effet de molécules connues par ailleurs a montré que les molécules inductrices appartiennent à la famille des facteurs de croissances qui regroupe, entre autres, les facteurs transformants et fibroblastiques. Il s’agit de peptides de masse moléculaire de l’ordre de 15 à 30 kDa. En règle générale, chez l’adulte, ils stimulent la prolifération des cellules. On les rencontre sous forme circulante. Leur action s’exerce au niveau cellulaire par fixation à un récepteur spécifique. Il en résulte une activation qui déclenche des mécanismes transitoires ayant pour cible la duplication de l’ADN et la division cellulaire. Chez l’embryon, leur rôle commence à être élucidé : ils sont essentiels pour la régulation de la croissance et de la différenciation des cellules. Ils sont également impliqués dans les processus d’induction embryonnaire. 1. Les FGFs La famille des facteurs de croissance fibroblastique, les FGF (Fibroblast Growth Factors), regroupe plus de 22 membres que l’on rencontre du nématode à l’homme. Ce sont des protéines monomériques (protéine présentant une structure tertiaire de masse Moléculaire qui varie de 17 à 34 kDa. Elles sont connues pour réguler, au cours du développement, la prolifération cellulaire, la migration des cellules et leur différenciation. Dans l’organisme adulte, les FGFs sont des facteurs homéostatiques qui interviennent dans la réparation des tissus et les réponses aux blessures. Ils sont également importants pour la transduction des signaux neuronaux dans le système nerveux central et périphérique. Lorsqu’ils sont exprimés de façon inappropriée, certains FGFs peuvent contribuer à la pathogenèse de certains cancers. On connaît trois familles de molécules qui interagissent avec les FGFs : un récepteur de forte affinité sans activité tyrosine kinase, des récepteurs de forte affinité qui ont une activité tyrosine kinase, des protéoglycanes à sulfate d’héparine associés à la matrice extracellulaire et à la membrane plasmique. Les FGFs interagissent également avec l’héparine. Ces interactions stabilisent les FGFs et empêchent leur dénaturation thermique et leur dégradation. Elles assurent également le stockage des FGFs dans les espaces intercellulaires et leur mobilisation en cas de nécessité. Les récepteurs à activité tyrosine kinase contiennent, du côté extracellulaire, deux ou trois domaines de type immunoglobuline et une séquence de liaison à l’héparine. 4 La liaison des FGFs à ses récepteurs déclenche au moins deux processus de signalisation qui se manifestent par l’activation de protéines transductionnelles et de seconds messagers. En premier lieu, la fixation du ligand FGF provoque l’homo ou l’hétérodimérisation des récepteurs. Il s’ensuit la phosphorylation en trans des tyrosines situées dans le domaine cytoplasmique du récepteur. Les résidus phosphorylés permettent le recrutement de molécules cytoplasmiques à domaine Src-Homology type 2), qui déclenchent l’activation de voies de transduction. La PLC g (phospholipase C) est fixée et phosphorylée. Une fois activée, cette enzyme scinde le phosphatidyl –ionsitol 4,5-biphosphate en inositol triphosphate (IP3) et en diacylglycérol (DAG). L’IP3 assure le relargage du calcium à partir réticulum endoplasmique, en retour ils activent la PKC (protéine kinase C). La seconde voie de transduction est caractérisée par le recrutement de la protéine Grb2 et des protéines qui lui sont associées. Leur activation conduit à la phosphorylation de la MAPK (ERK) qui devient active. Elle est transloquée vers le noyau et provoque une modification de l’activité trancriptionnelle des gènes impliqués dans le contrôle de la transition phase G1/S du cycle cellulaire. En culture de cellules, les FGF sont impliqués dans les changements de forme et d’adhésivité de différents types cellulaires. En particulier, ils stimulent la prolifération, la mobilité et la migration des fibroblastes. Chez l’amphibien, au moins quatre membres des la famille ont été identifiés. Les transcrits de trois d’entre eux sont d’origine maternelle, le quatrième est détecté après la TB. Les FGF sont localisés dans les blastomères de l’hémisphère végétatif au cours de la segmentation. Les récepteurs des FGF sont présents et distribués de manière uniforme aux stades de la segmentation. En testant systématiquement divers facteurs, Slack et ses collaborateurs ont montré que les FGF (8 d’entre eux), ajoutés au milieu de culture de la calotte animale, sont capables d’induire du mésoderme. L’analyse histologique révèle la présence de cellules musculaires, du mésothélium et du mésenchyme. L’analyse des marqueurs de différentiation montre l’expression du gène Xbra. Ce dernier code pour un facteur de transcription présent uniquement dans les cellules de la zone marginale. C’est un marqueur du mésoderme en général, un gène pan-mésodermique. In vitro, l’injection d’ARN du récepteur des FGF délété du domaine cytoplasmique dans un blastomère au stade 32-64 cellules permet de réaliser des expériences dites de dominant- négatif. Le messager injecté se répartit et est traduit dans toutes les cellules qui dérivent du blastomère injecté. Le récepteur s’exprime à la surface des cellules. Il est muté du domaine cytoplasmique, mais reste capable de fixer son ligand, c’est-à-dire le FGF. Il en résulte une hétéro-dimérisation avec les récepteurs endogènes. L’absence du domaine cytoplasmique empêche la trans-phosphorylation donc la transduction du signal à l’intérieur des cellules. L’observation des résultats obtenus après de telles expériences montre 5 que le développement précoce de l’embryon est affecté. Les régions troncales et postérieures sont absentes. La chorde, les tissus musculaire et sanguin sont en quantité très réduite. L’analyse des marqueurs de différenciation indique que l’expression du Xbra est fortement diminuée. Il faut avoir à l’esprit que les phénotypes obtenus sont difficiles à interpréter car de nombreuses interactions cellulaires, qui interviennent après l’induction du mésoderme, sont nécessaire à la formation du mésoderme. Une grande prudence dans l’interprétation des résultats est donc requise. Enfin, la participation des voies PLCg ou MAPK a été analysée. L’inhibition de la voie PLCg est sans effet. En revanche, l’inactivation de la MAPK ou l’expression d’un dominant-négatif de la voie MAPK conduisent aux mêmes phénotypes que ceux obtenus avec les expériences de dominants –négatifs ‘lorsque la protéine codée par le gène muté, dénommé allèle antimorphe, non seulement perd sa fonction, mais interfère aussi avec la fonction de l'allèle normal chez les hétérozygotes) des récepteurs aux FGF. L’activation de la voie PLCg ne semble donc pas requise lors que la voie MAPK est nécessaire à l’induction du mésoderme. Au regard de ces expériences, les FGF sont de bons candidats pour représenter une famille de molécules participant à l’induction du mésoderme ventral et intermédiaire via la voie de signalisation intracytoplasmique MAPK. Toutefois, le modèle actuel accorde plus d’importance aux membres de la famille des TGFB et suggère que les FGF assurent plutôt un rôle dans le maintien de l’induction et de la différenciation du mésoderme. 2. Les TGFB La famille des facteurs de croissances transformants, les TGFB (transfrorming Growth factors), regroupe une trentaine des peptides multifonctionnels. Chez l’adulte et en culture de cellules, ils ont été trouvés dans tous les types de cellules. Parmi les TGFB, on connaît la sous-famille des activines, la sous famille des Vg1, la sous famille des protéines BMP et la sous-famille des protéines Nodal. D’une façon générale, TGFB stimulent ou inhibent la prolifération ainsi que la différentiation des cellules en fonction des conditions expérimentales. Ils sont également impliqués à divers titres au cours du développement. Les récepteurs aux TGFB sont de deux types. Les récepteurs de type I et II sont des sérine/thréonine. En présence de TGFB les récepteurs de type II se dimérisent et recrutent les récepteurs de type I (voir Figure). Le complexe formé permet au récepteur de type II de phosphoryler le récepteur de type I sur les sérines ou les thréonines des domaines cytoplasmiques. Il s’en suit le recrutement et la phoshorylation des protéines cytoplasmiques de la famille Smad (impliqués dans les cancers). Ces protéines sont des médiateurs intercellulaires de la signalisation. Le type de protéine Smad activée est fonction de la nature du ligand (figure). Les protéines Smad 1, 2, 3 ou 5 activées forment ensuite des complexes 6 avec la protéine Smad. Ces derniers sont transloqués au noyau et forment, avec d’autres facteurs, des facteurs de transcription actifs. Ils activent ou répriment la transcription de certains gènes. Chez l’amphibien, les membres de la famille des facteurs de croissance transformants, l’activine, la protéine Vg1 et les protéines Nodal provoquent l’induction des cellules fondatrices du mésoderme. 3. Les Activines On connaît deux types d’activines: l’activine A et l’activine B. ce sont des polypeptides associés en homodimères. L’activine A est connue chez les mammifères pour être un facteur provoquant la sécrétion de l’hormone FSH (Folliculo Stimulating Fctor). Les activines A et B ont été clonés chez le xénope. En Angleterre, Jim Smith a montré en 1987 que le milieu dans lequel ont été cultivés des cellules endodermiques de xénope est capable d’induire des structures mésodermiques dans les calottes animales. Il a isolé le facteur actif et a montré qu’il s’agissait de l’activine A. L’activine, incubée en présence des blastomères de l’hémisphère animal, produit des cellules musculaires, et des cellules de la chorde. Son action inductrice est dépendante de sa concentration. A très faible dose, l’activine donne différenciation mésodermique ventrale (cellules sanguines), intermédiaires (pronéphros, muscles) puis dorsale (chorde, muscles). On connaît les récepteurs cellulaires de l’activine. Il s’agit de protéines transmembranaires appartenant à la famille des sérine/thréonine kinases. L’injection de l’ARNm de l’activine dans un blastomère végétatif ventral, conduit à la formation d’un axe embryonnaire surnuméraire possédant une chorde et fréquemment une partie de la tête. Toutefois, la région la plus antérieure de la tête fait défaut. Injecté dans un embryon irradié aux UV, l’ARNm de l’activine ne produit pas de restauration de l’axe dorsal de l’embryon. Enfin, le messager de l’activine ne s’exprime qu’avec la TB. Ces observations suggèrent que bine que capable d’induire des structures de type dorsal, l’activine ne répond pas à tous les critères requis pour être le premier inducteur émis par les blastomères végétatifs et les cellules du centre de Nieuwkoop. Elles suggèrent également la participation, la synergie, de plusieurs facteurs pour réaliser une induction mésodermique dorsale. 4. La protéine Vg1 En les méthodes de la BM qui consistent à la recherche des ARN présentes uniquement dans les blastomères végétatifs, Doug Melton (1987) a isolé un gène qu’il a appelé Vg1. il a montré que ce gène code pour une protéine proche de l’activine et qui appartient à la famille 7 des TGFB. Il a montré qu’elle est présente, comme nous l’avons vu, dans l’ovocyte. Elle est synthétisée après la fécondation dans tout l’hémisphère végétatif sous forme d’une protéine inactive. La protéine serait activée à la suite de la rotation corticale, par l’action d’une protéase, préférentiellement dans la région végétative dorsale de la blastula. La protéine activée induit du mésoderme de type dorsale lorsqu’elle incubée avec des calottes animales. A faible dose, elle provoque l’apparition de mésoderme ventral lorsqu’elle est incubée avec des cellules de la calotte animale. L’injection de l’ARNm restaure un axe embryonnaire dans des embryons irradiés par les UV. Il conduit à l’induction d’un axe embryonnaire complet s’il est injecté dans blastomère végétatif ventral, au stade morula. Elaine Joseph et Douglas Melton (1988) ont réalisé des expériences de dominant-négatif de la protéine Vg1, en injectant des ARNm de la protéine Vg1 mutées incapables de se lier ses récepteurs. Ils ont montré que les embryons n’ont pas de structures dorsales. De façon intéressante, ils ont établi que le développement de l’endoderme est affecté. Ces données suggèrent que la protéine Vg1 est l’une des molécules impliquées dans l’activité inductrice du centre de Nieuwkoop. A forte dose, elle induit du mésoderme dorsal, à faible dose du mésoderme ventral. La protéine est, semble-t-il, également impliquée dans la mise en place de l’endoderme. 5. Les protéines Nodal Les protéines Nodal appartiennent à la famille des TGFB. Elles sont distribuées dans l’endoderme de la blastula. Leur expression apparaît en premier lieu dans les cellules végétatives dorsales puis s’étend vers les blastomères végétatifs ventraux. Elles sont exprimées à fortes doses dans les cellules du centre de Nieuwkoop et pendant un laps de temps important. Elles sont présentes à plus faibles doses dans la région ventrale et pendant moins longtemps. Il ya donc un gradient temporel dans l’expression de ces molécules. Aguis et ses collaborateurs (2000) ont injecté un ARNm d’un inhibiteur, un antagoniste spécifique, des protéines Nodal, un fragment de la protéine cerberus (voir plus tard) qui se lie aux protéines Nodl et empêche leur fixation aux récepteurs de la voie de signalisation TGFB. L’injection est réalisée dans les blastomères végétatifs au début du développement. Puis à la fin de la segmentation, les blastomères végétatifs sont séparés associés à ceux de la calotte animale. Après deux heures de contact, les auteurs observent que les marqueurs de différenciation du mésoderme dorsal et ventral sont absents. L’analyse histologique révèle l’absence de cellules de la chorde, de cellules musculaires et de cellules sanguines. Des expériences réciproques, qui consistent à surexprimer les protéines Nodal, montrent qu’à faible dose, elle s’induisent du mésoderme ventral et à forte dose du mésoderme dorsal. Il en 8 résulte que les protéines Nodal sont nécessaires et suffisants pour induire du mésoderme dorsal et ventral. Des facteurs de transcription et des protéines cytoplasmiques participent à l’induction du mésoderme La démarche expérimental qui repose sur l’introduction et l’application des méthodes de la BM en biologie du développement, a contribué à montrer que des facteurs de transcription et des protéines cytoplasmiques, des déterminants cytoplasmiques sont également recrutés et activés pour contribuer à l’induction du mésoderme. Les facteurs de transcription La recherche des molécules impliquées dans l’induction du mésoderme a conduit à l’identification d’un certain nombre de gènes codant pour des facteurs de transcription, des protéines qui possèdent un domaine fonctionnel leur permettant de se lier à des séquences spécifiques de l’ADN et d’activer ou réprimer la transcription des gènes situés en aval du site de fixation. Certains d’entre eux sont exprimés spécifiquement dans les cellules de la zone marginale ou les blastomères végétatifs, ce qui suggère leur implication dans la cascade d’événements moléculaires participants aux processus d’induction. Ainsi, les recherches ont conduit à l’identification d’un ARNm appelé « siamois » qui code pour un facteur de transcription à Homéodomaine. Siamois est détecté juste au moment de TB, ce qui suggère que l’ARNm n’est pas un transcrit maternel. Il est présent dans les cellules dorso-végétatifs. Si la rotation corticale est bloquée, par les UV par exemple, l’expression du gène siamois est abolie. L’injection de l’ARNm siamois dans un blastomère ventro-végétatif conduit à la formation d’un embryon double (d’où le nom de siamois pour cet ARNm). Sans que les cellules injectées participent aux structures induites. L’injection de l’ARN dans un embryon traité UV restaure la formation d’un axe embryonnaire. Pour ces deux raisons, siamois est considéré comme étant un facteur de transcription présent dans les cellules du centre de Nieuwkoop. Il y activerait les gènes codant pour d’autres facteurs de transcription, des facteurs diffusibles et inducteurs du mésoderme dorsal émis par les cellules constituant le centre de Nieuwkoop. Nous avons vu qu’au cours de l’ovogenèse, l’ARNm VegT est transloqué dans l’hémisphère végétatif. Cet ARN code un facteur de transcription. Au cours de la segmentation, il est se répartit dans les blastomères endodermiques. Lorsque l’on empêche la traduction, la destinée des cellules est sévèrement affectée : le tiers supérieur de l’embryon produit uniquement de l’épiderme de type ventral; la zone marginale est à l’origine de cellules épidermiques et 9 d’ectoderme neural; l’hémisphère végétatif engendre de l’épiderme, du mésoderme et de l’ectoderme neural. Il n’y a pas de dérives endodermiques. Les protéines Dsh, GSK-3 et la B-Caténine Nous avons vu aux chapitre précédents la rotation corticale provoque la redistribution de la protéine Dsh dans le cytoplasme de la future région dorsale de l’embryon. Nous avons vu également que la Dsh bloque la fonction de la protéine GSK-3 et qu’il en résulte une accumulation de la B-caténine. Si l’on bloque l’activité de la GSK-3 dans toute la cellule qui vient d’être fécondée, on obtient un embryon presque totalement dorsalisé. Les phénotypes les plus marqués montrent des structures céphaliques hyperdéveloppées et une absence des structures postérieures et ventrales. Ce qui suggère que la GSK-3est indispensable de la région ventrale de l’embryon. Au contraire si l’on force l’expression de la GSK-3 dans le cytoplasme de la future région dorsale, on obtient un embryon ventralisé. Enfin, si l’on bloque la fonction de la GSK-3, en réalisant de dominant- négatif dans les blastomères ventraux, un axe surnuméraire se forme. Ces résultats montrent que la disparition de l’activité de la GSK-3 est indispensable à la réalisation de région dorsale de l’embryon. Ce qui suggère que l’activité la GSK-3 doit empêcher la formation ou le fonctionnement du centre de Nieuwkoop. Lorsque l’on analyse la distribution de la B-Caténine, on constate, qu’au cours de la segmentation, elle est progressivement adressée aux noyaux des blastomères de la future région dorsale de l’embryon. Au stade deux cellules, B-Caténine est cytoplasmique. Au stade 16 cellules, elle commence à s’accumuler dans les noyaux des blastomères de la future région dorsale de l’embryon. Puis sa localisation dans les noyaux se restreint aux cellules qui continuent le centre de Nieuwkoop. Si l’on déplète la cellule fécondée en l’ARNm codant la B-Caténine avec des ARN antisens, les structures dorsales des embryons obtenus font défaut. L’injection de B-caténine exogène dans les blastomères ventraux –végétatifs provoque la formation d’un axe embryonnaire secondaire. La B-Caténine est connue pour être un facteur de transcription, ce qui explique sa distribution dans les noyaux des blastomères de future région dorsale. Chez l’amphibien il a été établi que la B-Caténine nucléaire interagit avec un autre facteur de transcription, la protéine Tcf3. une forme mutante de Tcf3, qui complexe plus avec la B-caténine, injectée dans les blastomères dorso-végétatifs, provoque la formation d’un embryon dépourvu d’axe dorsal. Cette observation suggère que le complexe B- caténine/Tcf3 doit se lier aux promoteurs de gènes dont les protéines qu’ils codent sont nécessaires à la formation de l’axe de l’embryon. L’un des ces gène est le gène siamois. Dans la région dorsale de la blastula, la B-Caténine est nucléaire suite à la rotation corticale et à l’inhibition de la GSK-3. A ce niveau, elle forme un complexe avec la protéine Tcf3. le complexe est actif et favorise la transcription de gènes dont les produits d’expression sont nécessaires au fonctionnement du centre de Nieuwkoop. Le gène siamois est l’un d’entre eux. 10 Il code un facteur de transcription. Celui-ci doit donc vraisemblablement à son tour activer ou réprimer d’autres gènes. Important Les domaines SH2 (qui tirent leur nom de src homology region 2) ont été identifiés pour la première fois par Hanafusa, Pawson et al. comme étant des régions non catalytiques d'environ 100 acides aminés, au sein de tyrosine kinases ne correspondant pas à des récepteurs [ 1, 2]. Les domaines SH2 sont présents dans un très grand nombre d'importantes protéines de signalisation cytoplasmique , comme GAP. Un homéodomaine est une partie d'une homéoprotéine formée d'environ 60 acides aminés et qui permet la fixation à l'ADN. Sa structure tridimensionnelle contient un motif hélice-tour- hélice. L'homéodomaine est un motif structurel commun de liaison à l'ADN que l'on trouve dans de nombreuses protéines régulatrices Eucaryotes. Résumé La segmentation fait intervenir des processus complexes : divisions, activation du génome zygotique, mise en place de communications intercellulaires, sécrétion de molécules signalisatrices, activation de signaux intercellulaires, inductions qui au total engendrent un organisme diblastique (deux feuillets). Ces événements sont sous le contrôle des protéines et ARNm accumulés dans l’ovocyte. Ils préparent les étapes suivantes du développement. Au cours de la segmentation, des jonctions communicantes s’établissent entre les blastomères. Des protéines d’adhérence s’expriment à la surface des cellules pour moduler leur adhésivité. Une matrice extracellulaire se met en place. Des molécules diffusibles, des inducteurs, servent à établir un dialogue entre les cellules. Ce dialogue intègre la transduction de signaux de l’extérieur de la cellule vers le génome et réciproquement. Il en résulte la spécification des cellules fondatrices de l’ectoderme, du mésoderme et de l’endoderme. Finalement, au terme de la segmentation, tout est en place pour que les cellules puissent, au cours de la phase suivante du développement (la gastrulation), se positionner et se réorganiser les une par rapport aux autres, afin de réaliser un organisme à trois feuillets primordiaux préfigurant ainsi le plan d’organisation primaire de l’embryon. 11 12 13 14 15 16