Modélisation des processus de la morphogenèse : polarisation et communications cellulaires

par Jean-François Le Garrec

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Michel Kerszberg.

Soutenue en 2008

à Paris 6 .


  • Résumé

    Le développement embryonnaire des métazoaires suppose la mise en oeuvre coordonnée des processus de la dynamique cellulaire. Les informations nécessaires à cette coordination sont présentes dans chaque cellule et changent au fur et à mesure de sa différenciation. Ces informations sont acquises et transmises entre les cellules au moyen d'un petit nombre, moins d'une dizaine, de voies de signalisation conservées au cours de l'évolution. L'information de polarité apparaît essentielle à toutes les étapes de la morphogenèse. Les travaux présentés ici tentent de contribuer à la compréhension des mécanismes de signalisation qui lui sont associés. La voie PCP régule la polarisation dans le plan de l'épithélium de tissus aussi différents que l'aile de drosophile ou l'oreille interne de mammifère. La plupart des molécules impliquées dans cette voie et leurs interactions sont connues. Pourtant, l'origine du signal de polarité et le mécanisme précis de transduction conduisant à l'alignement des structures cellulaires restent mal compris. Nous proposons un modèle moléculaire de la voie PCP, fondé sur les données expérimentales concernant l'aile de drosophile. Ce modèle est ensuite utilisé pour étudier les interactions entre les voies PCP et Delta/Notch au cours de la différenciation des photorécepteurs de l'oeil de drosophile. Les simulations du modèle reproduisent la plupart des phénotypes mutants observés dans ces deux systèmes; elles suggèrent également des tests expérimentaux permettant de mieux comprendre le mécanisme de polarisation par la voie PCP. Les gènes Hox sont impliqués dans la spécification de l'identité régionale le long de l'axe antéro-postérieur (A/P) chez les bilatériens. Ces gènes sont regroupés en complexes de gènes paralogues chez les vertébrés. L'ordre des gènes dans chaque complexe est colinéaire à leur patron d'expression suivant l'axe A/P. Plusieurs mécanismes expliquant cette colinéarité ont été proposés. Une région de contrôle située en amont du locus HoxD détermine la colinéarité d'expression dans les doigts, les gènes étant d'autant moins exprimés qu'ils sont éloignés de cette région. Nous proposons un modèle de contrôle du locus par cette région. La structure du modèle et ses paramètres sont fondés sur les résultats d'un programme de délétions et duplications des gènes du locus. Ce programme a été déterminé par itérations successives entre résultats des simulations et résultats des mesures d'ARNm. Les travaux présentés illustrent la diversité et la complexité des mécanismes biologiques sous-jacents à la polarisation. Leur approche par la modélisation peut contribuer à en identifier les éléments communs et en faciliter la compréhension.

  • Titre traduit

    Modelling morphogenesis : polarization and cell signalling


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Informations

  • Détails : 1 vol. (206 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-202. 340 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2008 64
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