Caractérisation moléculaire de la rétine embryonnaire et larvaire de la lamproie Petromyzon marinus

par Claire Rocancourt

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Sylvie Mazan.

Soutenue le 09-12-2010

à Orléans , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences et technologies (Orléans) , en partenariat avec Immunologie et embryologie Moléculaire (laboratoire) .

Le président du jury était François Erard.

Le jury était composé de Sylvie Mazan, François Erard, Marianne Bernard.

Les rapporteurs étaient Simon Paule, Muriel Perron.


  • Résumé

    La lamproie présente un mode de développement de la rétine très particulier parmi les vertébrés. Elle implique deux processus distincts. Le premier conduit à la formation précoce d’une rétine centrale, qui présente des indications de différenciation dès les stades prolarvaires et ne contient que trois types cellulaires différenciés (photorécepteurs, cellules bipolaires et cellules ganglionnaires). Dans un deuxième temps, au cours des stades larvaires, une rétine périphérique, dont dérive l’essentiel de la rétine adulte, se développe à la marge de la rétine centrale. Elle croît de façon importante jusqu’à la métamorphose, au cours de laquelle la différenciation des différents types cellulaires s’effectue. J’ai engagé une analyse des programmes génétiques qui contrôlent ces processus en étudiant les profils d’expression de trois paralogues de la famille Otx (PmOtxA/B/C), ainsi que des gènes PmFoxG1, PmPax6, PmVax2 et PmSix3 au cours du développement précoce de l’oeil, aux stades prolarvaires. L’analyse de l’expression des gènes PmPax6, PmOtxB et PmOtxC a également été étudiée au cours des stades larvaires et dans la rétine différenciée post-métamorphique. Enfin des traitements pharmacologiques visant à inhiber l’activité du récepteur au FGF ont été effectués, en vue d’évaluer le rôle des signalisations médiées par ce récepteur aux stades prolarvaires. Les résultats mettent en évidence un patron de régionalisation de la cupule optique très semblable entre la lamproie et les gnathostomes. Les traitements pharmacologiques suggèrent également des mécanismes de spécification du pédoncule optique conservés à l’échelle des vertébrés. Au cours de la différenciation de la rétine centrale et de la formation de la rétine périphérique, les gènes PmPax6 et PmOtxB/C présentent également une dynamique d’expression globalement conservée, avec quelques différences. Ces analyses fournissent la première caractérisation des programmes génétiques contrôlant la formation de l’oeil chez la lamproie. A la suite de ces analyses, la formation de la rétine centrale apparaît comme un processus accessible aux caractérisations moléculaires et aux analyses fonctionnelles et d’un intérêt majeur à la fois pour des aspects évolutifs et mécanistiques.

  • Titre traduit

    Molecular characterization in the developing eye of the lamprey Petromyzon marinus


  • Résumé

    The lamprey presents a very particular way of development of the retina among the vertebrates. It implies two distinct processes. The first lead to the early formation of a central retina, which presents indications of differentiation in prolarval stages and contains only three differentiated cellular types (bipolar cells, photoreceptors and ganglionar cells). Secondly, during larval stages, a peripheral retina, of which the main part of the adult retina derives, develops within the margin of the central retina. It grows in an important way until the metamorphosis, during which the differentiation of the various cellular types is carried out. I engaged an analysis of the genetic programs which control these processes by studying the expression profiles of three paralogues of the Otx family (PmOtxA/B/C), as well as PmFoxG1, PmPax6, PmVax2 and PmSix3 genes during the early development of the eye, at the stages prolarvaires. The expression analysis of PmPax6, PmOtxB and PmOtxC genes was also studied during larval stages and in the post-metamorphic differentiated retina. Finally pharmacological treatments aiming at inhibiting the activity of the FGF receptor were carried out, in order to evaluate the role of the indications mediated by this receptor at the prolarval stages. The results highlight a very similar regionalization pattern of the optical cup between the lamprey and the gnathostomes. The pharmacological treatments also suggest specification mechanisms of the optical stalk preserved at the level of vertebrate. During the differentiation of the central retina and formation of the peripheral retina, the PmPax6 genes and PmOtxB/C also present a conserved dynamic expression, with some differences. These analyzes provide the first characterization of the genetic programs controlling the formation of the eye in the lamprey. Following these analyzes, the formation of the central retina seems to be an accessible process to molecular characterizations and to functional analyzes and it is a major interest for both evolutionary and mechanistic aspects.


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