Interactions entre informations ovocytaires et informations embryonnaires au moment de l'activation du génome chez les mammifères

par Linh Chi Bui

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Jean-Paul Renard.

Soutenue en 2006

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    L’activation transcriptionnelle du génome est une étape critique de l’embryogenèse. Jusqu’alors régulé strictement par l’information maternelle, le développement passe progressivement sous le contrôle embryonnaire. Cette transition (MET - Maternal Embryonic Transition) suppose des interactions, étroitement régulées et déterminantes pour le développement ultérieur de l’embryon, entre l’information maternelle cytoplasmique et le noyau embryonnaire qui devient totipotent. Parce qu’il perturbe les interactions nucléocytoplasmiques mais permet un développement à terme, donc la restauration de la totipotence nucléaire ("reprogrammation"), le clonage représente un modèle d’étude de ces interactions. Dans ce contexte, notre recherche a été conduite avec l’objectif d’analyser comment s’acquiert l’état particulier qui caractérise le noyau embryonnaire au moment oū il initie ses premières synthèses en devenant transitoirement totipotent. A cette fin, nous avons développé une étude comparative du patron d'expression des gènes dans l'embryon de bovin issu d'un développement normal, représentant le contrôle de rétablissement optimal de la totipotence (reprogrammation MET), et d'un développement où les interactions nucléocytoplasmiques sont expérimentalement perturbées par clonage somatique, représentant des situations de décroissance progressive de l’efficacité de reprogrammation. Le choix du modèle bovin, parce qu’il procure ces situations biologiques différentielles, et la volonté d’obtenir une information pertinente sur un processus global par analyse transcriptomique de ces situations nous ont conduit à développer des outils et des approches moléculaires appropriés (réseau d'ADNc dédié, procédure pertinente de criblage différentiel à partir de matériel rare). Notre travail a permis d’accéder à une description dynamique des deux modes de reprogrammation étudiés. Ces résultats mettent en lumière une corrélation directe et "quantitative" entre: l’ampleur de la reprogrammation de l’expression des gènes (ou le degré de corrélation entre les 2 modes de reprogrammation) et l’efficacité fonctionnelle de la reprogrammation se soldant par un développement à terme des individus clonés. Ils pourraient donc déboucher sur la mise en œuvre d’un critère prédictif précoce de l’aptitude de lignées de cellules donneuses de noyaux à une reprogrammation efficace, permettant de prévoir le potentiel de développement à terme des embryons reconstitués par transfert de leurs noyaux. Au-delà de ces perspectives d’application, l'utilisation de cette approche de comparaison globale devrait nous permettre de mieux caractériser l'état totipotent en vue de comprendre les conditions de sa restauration.

  • Titre traduit

    Maternal-embryonic interactions for the control of development at the onset of genome activation in mammals


  • Résumé

    Transcriptional activation of the genome is a critical step in embryogenesis. Until that point, development is regulated strictly by maternal information, before gradually moving under embryonic control. This transition (MET for Maternal Embryonic Transition) implies interactions which are closely regulated and determinant regarding subsequent embryonic development between maternal cytoplasmic information and the embryonic nucleus which becomes totipotent. Because it perturbs nucleocytoplasmic interactions but enables long-term development, and hence the restoration of nuclear totipotence ("reprogramming"), cloning constitutes a study model for these interactions. In this context, our research was carried out with the aim of analysing the acquisition of the particular state which characterises the embryonic nucleus at the time it initiates its first syntheses by becoming transiently totipotent. For this purpose, we developed a comparative study of the pattern of gene expressionin bovine embryo arising from normal development, thus representing control of the optimum restoration of totipotence (MET reprogramming), and development where the nucleocytoplasmic interactions were experimentally perturbed by somatic cloning, representative of a gradual decline in reprogramming efficiency. The choice of the bovine model (because it enables these differential biological situations) and our desire to obtain relevant data on a global process through transcriptomic analysis of these situations, led us to develop appropriate molecular tools and approaches (dedicated cDNA network, appropriate procedure for differential screening starting from scarce material). Our work enabled access to a dynamic description of the two reprogramming modes studied. These results highlighted a direct and "quantitative" correlation between the extent of reprogramming of gene expression (or the degree of correlation between the two reprogramming modes) and the functional efficacy of reprogramming resulting in the subsequent long term development of cloned individuals. The results may thus enable the implementation of an early-stage predictive criterion concerning the aptitude of nucleus-donor cell lines for efficient reprogramming, enabling prediction of the long-term potential for development of embryos reconstituted by transfer of their nuclei. In addition to these perspectives for application, use of this global comparative approach should allow us to better characterise the totipotent state and thus understand more clearly the conditions required for its restoration.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (214 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 167-187

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)254
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