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Morphogenèse et migration épithéliale : Etude de la fermeture dorsale chez la drosophile Objectifs du cours: - Démarche (historique, analyse darticles)

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1 Morphogenèse et migration épithéliale : Etude de la fermeture dorsale chez la drosophile Objectifs du cours: - Démarche (historique, analyse darticles) - Modélisation (parallèles avec cicatrisation) - Comprendre le processus (composantes, signalisation) Objectifs des TDs: - Pratique personnelle (analyse articles, construction) - Applications du cours (méthodologies)

2 Film montrant le développement de lembryon de drosophile en vue latérale Marqueur des cellules polaires Vasa

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4 Film montrant le développement de lembryon de drosophile en vue dorsale Marqueur des cellules polaires Vasa

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6 Flybase

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10 Description des stades Flymove

11 La fermeture dorsale en trois étapes initiation allongement suture Daprès Rousset et al, 2004

12 Quelles sont les composantes cellulaires et tissulaires du mouvement?

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14 Lamnioséreuse et lectoderme : deux épithélia stade 14

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20 Changement de forme cellulaire dans lépiderme latéral pendant la fermeture dorsale Kiehart et al 2000

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23 La marge de lectoderme se différencie dun point de vue de lexpression génique

24 La fermeture dorsale : des tissus en mouvement spq-GFP:moesin (spq = nonmuscle myosin regulatory light chain) Pour examiner les forces qui contribuent à la fermeture dorsale, une méthode pour suivre le mouvement in vivo a été mise au point: cibler la GFP à lactine, donc décorer le cortex riche en actine des cellules

25 Motilité cellulaire et accumulation dactine

26 Morphologie des cellules de la marge en mouvement

27 Western-blot montrant lexpression de la fusion GFP:actine dans les embryons de drosophile transgéniques ++ e22cGAL4 UAS-GFP:actine e22cGAL4 UAS-GFP:actine GFP:actine actine GFP Verkhusha et al 1999

28 ABC Immuno-détection par microscopie confocale montrant lexpression cytoplasmique de la fusion GFP:actine (vert) dans des cellules de bordures cellules de bordures Verkhusha et al 1999

29 Film montrant des changements de morphologie des cellules de la marge en mouvement

30 La fermeture dorsale : un modèle pour la cicatrisation ?

31 La fermeture ventrale chez caenorhabditis elegans Martin et Parkhurst 2004

32 La fermeture temporaire de la paupière de lembryon murin Martin et Parkhurst 2004

33 Capacité de cicatrisation de lectoderme embryonnaire (drosophile, poisson-zèbre) Martin et Parkhurst 2004

34 Parallèles entre la fermeture dorsale et la cicatrisation chez la drosophile Martin et Parkhurst 2004

35 La fermeture dorsale : fermeture type cordon de bourse (purse string)

36 Avancée lamellipodiale versus fermeture type « cordon de bourse » dune plaie épithéliale in vitro Martin et Parkhurst 2004

37 Quels gènes contrôlent la fermeture dorsale ?

38 La cuticule larvaire chez la drosophile

39 Défaut cuticulaire dun mutant affectant le plan dorganisation de la larve sauvage wimp classes phénotypiques

40 Le phénotype ouvert dorsalement

41 Hemipterous encodes a novel drosophila MAP kinase kinase, required for epithelial cell sheet movement (1995) Cell vol 83, Bruno Glise, Henri Bourbon and Stéphane Noselli

42 sauvage hep 1 /hep 1 hep 1 /hep 75 hep 75 GLC Glise et al 1995 Phénotype cuticulaire des embryons hep

43 Glise et al 1995 Nature de la mutation hemipterous (hep)

44 hepsauvage Kr En Glise et al 1995 Le plan dorganisation non affecté des embryons hep

45 Développement embryonnaire sauvage

46 Développement embryonnaire dun mutant bicoïd

47 hepsauvage En Glise et al 1995 Incapacité des embryons hep à étendre lépiderme dorsal

48 + pucE69 Vues dorsales, stades tardifs Phénotype cuticulaire des embryons puckered (puc)

49 Glise et al 1995 hep contrôle lexpression du gène puc dans la marge sauvage hep

50 Glise et al 1995 Isolement de la séquence du gène hep

51 ftp://ftp.u-psud.fr/pub/from-upsud/9ba021d5/Reed2001.pdf

52 Patron dexpression des ARN messagers hep ? Lanalyse par hybridation in situ montre une distribution homogène des transcrits hep dans lembryon Le gène hep code une MAPKK

53 Glise et al 1995 Expérience de sauvetage de la mutation hep

54 Hep = Jun-N-terminal kinase kinase

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56 Defective dorsal closure and loss of epidermal decapentaplegic expression in Drosophila fos mutants (1997) The EMBO Journal vol 16, 7393–7401 Julia Zeitlinger, Lutz Kockel, Fiorenzo Peverali, David Jackson, Marek Mlodzik and Dirk Bohmann

57 Zeitlinger et al 1997 Expression de D-Fos dans les cellules de lectoderme pendant la fermeture dorsale

58 Zeitlinger et al 1997 Le phénotype dos ouvert des mutants kayak

59 Zeitlinger et al 1997 Absence de marquage Fos dans les mutants kayak

60 Défaut délongation cellulaire dans les mutants kayak Zeitlinger et al 1997

61 Lexpression de dpp (et puc) dans la marge est régulée par DFos

62 Zeitlinger et al 1997 Similarité des phénotypes entre hep et kay mutants

63 Zeitlinger et al 1997

64 Drosophila Jun kinase regulates expression of decapentaplegic via the ETS- Domain transcription factor Aop and the AP-1 transcription factor Djun during dorsal closure (1997) Genes and Dev. vol 11, Juan Riesgo-Escovar and Ernst Hafen ` Drosophila Jun relays the Jun amino-terminal kinase signal transduction pathway to the Decapentaplegic signal transduction pathway in regulating epitelial cell sheet movement (1997) Genes and Dev. vol 11, Steven Hou, Elliott Goldenstein and Norbert Perrimon Coupling of Jun amino-terminal kinase and decapentaplegic signaling pathways in drosophila morphogenesis (1997) Genes and Dev. vol 11, Bruno Glise and Stéphane Noselli Jun in Drosophila development : redundant and nonredundant functions and regulation by two MAPK signal transduction pathways (1997) Genes and Dev. vol 11, Lutz Kockel, Julia Zeitlinger, Lena Stazewski, Marek Mlodzik and Dirk Bohmann

65 Glise et Noselli 1997 Hep contrôle lexpression de dpp dans la marge

66 Glise et Noselli 1997 Puc est un répresseur des cibles de la voie JNK (puc et dpp) dpp puclacZ/+ puclacZ/puclacZ dpp X-Gal puclacZ/puclacZ

67 Glise et Noselli 1997 Drac1 v12 et Dcdc42 v12 induisent une expression ectopique de puc et dpp dépendante de hep dpppuclacZ dpppuclacZ lacZ Drac1 v12 Dcdc42 v12 hep Dcdc42 v12

68 Glise et Noselli 1997 La marge est la source dun signal de la voie JNK lacZ Drac1 v12 puclacZ

69 Glise et Noselli 1997

70 Conclusions hep contrôle lexpression de dpp dans la marge puc est un répresseur de lexpression de dpp dans lectoderme Drac1 et Dcdc42 sont des composants de la voie JNK chez la Drosophile Drac1 et Dcdc42 sont des activateurs amont de hep et dpp La marge est la source dun siganl activant la voie JNK Dpp nest pas un signal activateur de la voieJNK La voie JNK est conservée Les voies JNK et Dpp sont couplées pendant le développement La voie JNK contrôle la migration épithéliale


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