Les gènes du développement

Présentation au sujet: "Les gènes du développement"— Transcription de la présentation:

1 Les gènes du développement
Michel Vervoort UFR de Biologie et des Sciences de la nature Centre de génétique moléculaire du CNRS - UPR2167

2 Quelques livres utiles….
Lewis Wolpert. Biologie du développement. Les grands principes. Editions Dunod. Nicole Le Douarin. Des chimères, des clones et des gènes. Editions Odile Jacob Sciences. Sean Carroll. From DNA to diversity. Blackwell Publishing. Raphaël Franquinet et Jean Foucrier. Embryologie descriptive. Editions Dunod.

3 quelques notions de base
Introduction: analyse du sujet limites quelques notions de base

4 Développement et cycle vital

5 Zygote de mammifère (indication d’échelle: 10 um)

6 Contrôle héréditaire du développement
Œuf de mammifère (indication d’échelle: 10 um) Contrôle héréditaire du développement

7 Zygote de mammifère (indication d’échelle: 10 um)

8 Différenciation cellulaire au cours du développement

9 La théorie de la préformation: Nicolas Hartsoeker et l’homunculus (1694)

10 La théorie de l’épigenèse: Kaspar Friedrich Wolff et la « Theoria Generationis » (1759)

11 Différenciation cellulaire au cours du développement

12 Expériences de transplantation nucléaire chez les amphibiens

13 Expériences de transplantation nucléaire chez les amphibiens

14 Le clonage chez les amphibiens

15 Le clonage des mammifères

16 La fusion cellulaire montre le caractère réversible de
l’inactivation des gènes au cours de la différenciation cellulaire

17 Non-équivalence génétique

18 Organismes-modèles de la biologie du développement

19 Brève présentation de la drosophile (Drosophila melanogaster)

20 Cycle de reproduction de la drosophile, Drosophila melanogaster
(indication d’échelle: 0,1 mm)

21 Vue externe d’une larve de drosophile

22 Vue externe d’une larve de drosophile:
axes antéro-postérieur et segmentation

23 Cycle de reproduction de la drosophile, Drosophila melanogaster
(indication d’échelle: 0,1 mm)

24 Les disques imaginaux

25 La notion de gène de développement et quelques grandes questions qui se rattachent à cette notion

26 « gènes du développement »
versus « gènes de ménage »

27 Comment isoler les gènes du développement ?

28

29 Mutants homéotiques « naturels »

30 Mutants homéotiques chez la Drosophile

31 Les gènes du développement ne représentent qu’une relativement petite fraction de la totalité des gènes présents dans le génome d’un organisme

32 Quels types de produits cellulaires sont produits par les gènes du développement?

33 Principalement des protéines
Quels types de produits cellulaires sont produits par les gènes du développement? Principalement des protéines Pour la plupart, des protéines impliquées dans la régulation de l’expression génique ou dans des communications entre les cellules

34 Principalement des protéines
Quels types de produits cellulaires sont produits par les gènes du développement? Principalement des protéines Pour la plupart, des protéines impliquées dans la régulation de l’expression génique ou dans des communications entre les cellules

35 Différenciation cellulaire au cours du développement

36 La régulation de l’expression des gènes
au cours du développement

37 Régulation de la transcription chez les eucaryotes

38 Les gènes du développement sont eux-mêmes souvent transcrits et/ou leurs produits actifs que dans certaines régions de l’embryon

39 Transcription différentielle de gènes au cours du développement

40 Principalement des protéines
Quels types de produits cellulaires sont produits par les gènes du développement? Principalement des protéines Pour la plupart, des protéines impliquées dans la régulation de l’expression génique ou dans des communications entre les cellules

41 Communications cellulaires

42 Communications cellulaires

43 Les gènes du développement sont eux- mêmes souvent transcrits que dans certaines régions de l’embryon

44 Y-a-t-il une corrélation entre les régions de l’embryon où un gène du développement est transcrit et sa fonction au cours du développement?

45 Y-a-t-il une corrélation entre les régions de l’embryon où un gène du développement est transcrit et sa fonction au cours du développement? OUI

46 « Gènes de segmentation »

47 Distribution des protéines codées par les « gènes de segmentation »

48 Distribution de protéines impliquées dans la formation de différents types de tissus distribués selon l’axe dorso-ventral de l’embryon

49 Comment peut-on classer les gènes du développement?

50 Comment peut-on classer les gènes du développement?
Selon les phénotypes induits par des mutations de ces gènes et donc selon leurs fonctions au cours du développement

51 1. Contrôle de la formation des axes et des feuillets de l’embryon
2. Contrôle de l’identité des segments et des appendices 3. Contrôle de la formation des organes et des appendices 4. Contrôle de la formation des différents types cellulaires

52 1. Contrôle de la formation des axes et des feuillets de l’embryon
2. Contrôle de l’identité des segments et des appendices 3. Contrôle de la formation des organes et des appendices 4. Contrôle de la formation des différents types cellulaires

53 « Gènes de segmentation »

54 Distribution de protéines impliquées dans la formation de différents types de tissus distribués selon l’axe dorso-ventral de l’embryon

55 1. Contrôle de la formation des axes et des feuillets de l’embryon
2. Contrôle de l’identité des segments et des appendices 3. Contrôle de la formation des organes et des appendices 4. Contrôle de la formation des différents types cellulaires

56 Mutants homéotiques « naturels »

57 Mutants homéotiques chez la Drosophile

58 Mutants homéotiques Ultrabithorax chez la larve de drosophile

59 Les gènes homéotiques de la drosophile (gènes Hox)

60 Les complexes Antennapedia et Bithorax

61 Gènes homéotiques et gènes Hox

62 L’homéodomaine codé par les gènes à homéoboite (homeobox)

63 1. Contrôle de la formation des axes et des feuillets de l’embryon
2. Contrôle de l’identité des segments et des appendices 3. Contrôle de la formation des organes et des appendices 4. Contrôle de la formation des différents types cellulaires

64 Le cas du gène eyeless

65 Distribution des protéines codées par les gènes eyeless (formation de l’œil), distal-less (formation des appendices ventraux) et vestigial (formation des ailes)

66 1. Contrôle de la formation des axes et des feuillets de l’embryon
2. Contrôle de l’identité des segments et des appendices 3. Contrôle de la formation des organes et des appendices 4. Contrôle de la formation des différents types cellulaires

67 Formation des cellules des organes sensoriels

68 Est-ce que les gènes du développement sont conservés au cours de l’évolution des animaux?

69 Oui dans une large mesure
Est-ce que les gènes du développement sont conservés au cours du développement des animaux? Oui dans une large mesure

70 Conservation des gènes Hox chez les vertébrés

71 Mutants homéotiques chez la souris

72 Conservation du complexe HOX entre la drosophile et les vertébrés

73 eyeless chez les vertébrés

74 eyeless chez les vertébrés

75 Conclusions

76 1. Les gènes du développement ne représentent qu’une petite fraction des gènes d’un organisme
2. La plupart des gènes du développement codent des régulation de l’expression génique ou des éléments intervenants dans les communications cellulaires 3. Les protéines codées par les gènes de développement sont souvent présentes que dans certaines régions de l’embryon dans lesquelles elles exercent leur fonction 4. Les gènes du développement peuvent être classés en fonction de leur fonction au cours du développement 5. Beaucoup de gènes de développement sont conservés dans les différents groupes d’animaux