Mécanismes de régulations transcriptionnelles contrôlant la régionalisation de l'épiderme au cours du développement chez l'Ascidie Ciona intestinalis

par Agnes Roure

Thèse de doctorat en Biologie du developpement

Sous la direction de Sébastien Darras.

Le président du jury était Jean stephane Joly.

Le jury était composé de Vincent Bertrand, Laurent Perrin.

Les rapporteurs étaient Francois Payre.


  • Résumé

    3 domaines cellulaires définissent l'épiderme de la queue de Ciona intestinalis. Le domaine des lignes médianes, donne naissance à deux structures différenciées larvaires, la nageoire et système nerveux périphérique. Il a été montré que les voies de signalisation BMP et FGF sont respectivement les inducteurs des lignes médianes ventrale et dorsale. Ce travail a consisté en la caractérisation des mécanismes moléculaires, situés à l'interface des signaux inducteurs et des processus de différenciation, définissant l'identité cellulaire des lignes médianes. L'identification des relations épistatiques reliant 7 facteurs de transcription impliqués dans ce processus suggère un fonctionnement en réseau hiérarchisé et place Msxb comme gène clé. Cette hiérarchie est validée par: un atlas d'expression spatio-temporelle, la perte de fonction de Msxb, l'analyse des régions cis-régulatrices de la transcription. Nous avons identifié 2 types d'enhancers, contrôlant respectivement les gènes précoces et tardifs du réseau. L'expression précoce de Msxb dans les précurseurs dorsaux est controlée par un enhancer distinct régulé par la voie FGF relayée par Otx et Nodal. Cette signature transcriptionnelle est retrouvée dans les enhancers de gènes co-exprimés, et chez l'orthologue de Msxb chez une autre ascidie. Enfin, nous montrons que la partie la plus postérieure des lignes médianes constitue un troisième compartiment, déployant un programme génétique distinct. Ce travail nous renseigne sur la structure, les mécanismes moléculaires de formation des lignes médianes, l'existence d'une signature transcriptionnelle évolutivement conservée pour le gène clé de l'acquisition de ce destin cellulaire.

  • Titre traduit

    Transcriptional regulation mecanisms specifying tail epidermis patterning in Ciona intestinalis development.


  • Résumé

    Ciona intestinalis tail epidermis has 8 rows of cells defining 3 domains. One of them, the midline domain, gives rise to differentiated cells which form the larval fin and part of peripheral nervous system. Previous work has shown that BMP and FGF signalling are the inducers of ventral and dorsal midlines respectively. My work consisted in the identification of molecular events which lead epidermal cells to adopt midline fate, from induction to tail differentiation. We identified 7 transcription factors involved in this process. Identification of epistatic relationships suggest that these genes are in a hierarchical network where Msxb is a key gene. This hierarchy is validated by 1) a spatio-temporal expression atlas, 2) loss of function of Msxb, 3) cis-regulatory regions analysis for each network gene. We identified 2 types of enhancers, one capable to decouple ventral / dorsal signals used by early genes, and the other used by later genes, acting as a global response in both midlines. We showed that the early expression of Msxb in dorsal precursors is controled by a distinct enhancer, regulated by FGF9/16/20 via Otx and Nodal. This transcriptional signature is found in enhancers of co-expressed genes and in Msxb orthologue in another ascidian. Finally, we showed the most posterior part of the midlines is controlled by a distinct genetic program than the one used in dorsal and ventral midlines. This work gives insight into midlines structure, the mechanisms involved in their formation and a conserved transcriptional signature for the key gene involved in midline cell fate.


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  • Détails : 1 vol. (206p.)
  • Annexes : bibliogr. p.194-206

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