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Wnt and TGF-β Expression in the Sponge Amphimedon queenslandica and the Origin of Metazoan Embryonic Patterning Daprès Adamska et al., 2007 UE 106 : Diversité.

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1 Wnt and TGF-β Expression in the Sponge Amphimedon queenslandica and the Origin of Metazoan Embryonic Patterning Daprès Adamska et al., 2007 UE 106 : Diversité des Organismes Marins TAPIA Nicolas Le 21/11/2008 Amphimedon queenslandica

2 INTRODUCTION : Notre ancêtre, « Urmetazoa »… Choanoflagellés Spongiaires Cténaires Cnidaires Bilatériens Métazoaires Eumétazoaires Le « Urmetazoa », dernier ancêtre commun des organismes multicellulaires Mais à quoi ressemblait-il?

3 Considéré comme un organisme extrêmement simple : Dépourvu daxe de symétrie Absence de tissu et de couche cellulaire Pour répondre à cette question, il faut identifier les caractères embryologiques communs des différents clades éloignés qui en seront dérivés : Bilatériens Cnidaires Cténaires Spongaires Principe de parcimonie : 1 seule apparition chez lancêtre commun

4 Les gènes Wnt & TGF-β : à lorigine des interactions cellulaires lors de lembryogénèse… Le gène Wnt : Permet une différentiation axiale de lembryon Fourni des peptides signaux permettant les interactions cellulaires Fondamentaux pour de nombreux processus développementaux ! Sans doute en rapport avec lapparition de la multicellularité… Le gène TGF- β : Induit la différentiation de certaines lignées cellulaires Donnera laxe dorso-ventral chez les bilatériens

5 Notre modèle détude : Amphimedon queenslandica Métazoaires Spongiaires Desmosponges Amphimedon queenslandica Pourquoi étudier cette éponge? Appartient au groupe basal des Métazoaires Génome récemment séquencé Adultes dapparence asymétrique, au corps amorphe… … mais la larve présente un axe A-P évident ! Développement dans des chambres dincubation AP PP

6 RESULTATS : -Embryogénèse - Segmentation Blastula Gastrula Echelle : 100 μm Uniformisation & symétrie Macromères Irrégularité Asymétrie A-P Epaississement Migration des cellules pigmentaires Tache pigmentaire

7 -Embryogénèse - RESULTATS : Face postérieur Larve Echelle : 100 μm Formation dun étroit anneau pigmentaire au pôle postérieur Conservé chez la larve

8 - Détection de Wnt & TGF-β - RESULTATS : Utilisation des techniques dEST, genome trace searches & RACE cloning… La protéine Wnt déduite est caractérisée par : Peptide signal : permet un adressage cellulaire 24 cystéines caractéristiques Le TGF-β : Transforming Growth Factor Proche de la sous-famille des GDNF 6 des 7 cystéines caractéristiques du domaine signal

9 - Expression des gènes Wnt & TGF-β - RESULTATS : Utilisation des techniques dhybridation in situ… Wnt : Segmentation early Blastula Gastrula Anneau Larve Expression de Wnt au niveau des micromères Expression asymétrique, partie interne Continue de sexprimer chez la larve Expression au pole postérieur, partie externe et de manière simultanée avec la formation de lanneau pigmentaire

10 - Expression des gènes Wnt & TGF-β - RESULTATS : TGF- β : Expression au niveau des micromères Segmentation Gastrula la tache AP PP Expression aux pôles antérieur et postérieur, partie externe Formation de Arrêt dexpression au pôle postérieur, forte expression au pôle antérieur Arrêt dexpression au niveau de lanneau… … puis diminution progressive jusquà arrêt chez la larve

11 DISCUSSION & CONCLUSION : Gènes Wnt & TGF-β clairement identifiés : Origine précoce de ces 2 gènes Suivi de lexpression de ces 2 gènes lors de lembryogénèse de Amphimedon queenslandica Expression apparaît rapidement lors du développement Expression de Wnt au pôle postérieur constitue la première asymétrie morphologique visible La migration des cellules pigmentaires + sclérocytes nécessite la présence de différents signaux cellulaires Wnt ou/et TGF-β à lorigine de cet axe de polarité ?

12 Retour sur le « Urmetazoa » Embryologie de la sponge contrôlée par des mécanismes de signalement fortement similaires à ceux retrouvés chez les Cnidaires et Bilatériens Action complémentaire des gènes Wnt & TGF-β présente chez le dernier Ancêtre Commun des métazoaires actuels Capacité de cet Ancêtre Commun à former des plans dorganisation complexes à partir des même composants moléculaires que les animaux actuels

13 Choanoflagellés Spongiaires Cténaires Cnidaires Bilatériens Métazoaires Eumétazoaires Ancêtre Commun des métazoaires Ancêtre Commun des eumétazoaires CONSEQUENCES SUR LARBRE DES METAZOAIRES : Wnt & TGF-β à lorigine dun axe de symétrie Wnt & TGF-β à lorigine de deux axes de symétrie Wnt TGF-β

14 DISCUSSION SUR LARTICLE : Ne fait pas référence au Cténaires : présence & expression des gènes Wnt et TGF-β confirmant cette hypothèse sur lAncêtre commun? Axe oral-aboral mis en place chez les cténaires (équivalent antéropostérieur chez les triploblastiques) daprès Gary Freeman (1977) Le « Urmetazoa » dans la littérature : Mise en évidence de la présence de signaux de transduction intracellulaires chez lAncêtre commun des métazoaires, daprès Werner E. G. Müller (2001)

15 Merci pour votre attention !

16 BIBLIOGRAPHIE : Gary Freeman (1977), The establishment of the oral-aboral axis in the ctenophore embryo. J Embryol Exp Morphol 42, Werner E. G. Müller (2001), Review: How was metazoan threshold crossed? The hypothetical Urmetazoa. Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular & Integrative Physiology Volume 129, Issues 2-3, June 2001, Pages


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