Rôle des gènes Msx au cours du développement du système nerveux central

par Antoine Bach

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie cellulaire et moléculaire du développement

Sous la direction de Benoît Robert.

Soutenue en 2003

à Paris 11 .


  • Résumé

    Les gènes Msx sont des gènes à homéoboites très conservés qui sont exprimés dans un grand nombre de tissus et de structures embryonnaires. Chez les vertébrés, ces gènes sont exprimés dans la partie dorsale du tube nerveux. C'est à l'aide dès souris mutées pour les gènes Msx1 et 2 que nous avons étudié leurs fonctions à ce site. Les souris mutantes pour Msx1 présentent une hydrocéphalie caractérisée par une dilatation du troisième ventricule et des ventricules latéraux. L'analyse du cerveau de ces mutants révèle que l'organe sub-commissural (SCO), un neuroépithélium à fonctions sécrétrices, est altéré par la mutation. Cet organe se développe au niveau de la partie dorsale du prosomère P1. A ce site, Msx1 est exprimé au niveau de la ligne médiane dorsale. Or, nous avons pu montrer que les profils d'expression de Bmp6, Wnt1, Wnt3a, Msx1nlacZ étaient interrompus au niveau de la ligne médiane dorsale du prosomère P1. La ligne médiane dorsale organise et spécifie la partie dorsale du tube nerveux, et on constate, chez le mutant, une atténuation des gènes exprimés latéralement à la ligne médiane. De plus, nous avons pu mettre en évidence que Msx1 est nécessaire à l'expression de Wnt1, et que chez le poulet, Msx1 est capable d'induire l'expression ectopique de Wnt1. Enfin, chez les doubles mutants Msx1/2, on constate que l'expression de Wnt1 a disparu du diencéphale et est réduite au niveau du mésencéphale, ce qui confirme que Msx1 et 2 sont redondants et qu'ils régulent l'expression de Wnt1. Ces résultats nous ont conduits à proposer un modèle dans lequel les gènes Msx servent de relais entre la signalisation BMP, qui active leur expression, et Wnt1.


  • Résumé

    Msx genes are highly conserved homeobox genes which are expressed prominently at sites of induction during development. In vertebrates, they are expressed at the dorsal midline of the neural tube. Using Msx1 and Msx2 mutant mice, we investigated their functions at this site. Msx1nlacZ mutant mice display a hydrocephalus which is characterised by the enlargement of the third and lateral ventricules. Histological analysis shows that the sub-commissural organ (SCO), a neurosecretory organ that derives from the dorsal part of prosomere 1, is abnormal in the mutant. Furthermore BMP6, Wnt3a, Wnt1, and Msx1nlacz expression profile is interrupted in the dorsal midline of prosomere1. Therefore, morphological and gene expression data indicate that a functional midline is not maintained along the whole prosomere 1 in these mutant mice. This results in the downregulation of genes expressed laterally to the midline in prosomere 1, confirming the importance of the midline as a signaling centre. Wnt1 is essential for dorso-ventral patterning. In the Msx1 mutant, Wnt1 is downregulated before the midline disappears, suggesting that its expression depends on Msx1. Electroporation in the chick embryo further demonstrates that Msx1 can induce Wnt1 expression in the diencephalon neuroepithelium and in the lateral ectoderm. In double Msx1/Msx2 mutants, Wnt1 expression is completely abolished at the dorsal midline of the diencephalon and rostral mesencephalon. This indicates that Msx genes regulate Wnt1 expression at the dorsal midline of the neural tube. Based on these results, we propose a model in which Msx genes are intermediary between BMP and WNT at this site.

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  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.87-97

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : M/wg ORSA(2003)237
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