Questions posées Comment est créée la grande diversité des différents types neuronaux (1 gène, 1 neurone ?)? Comment sont-ils positionnés correctement (de façon reproductible ?) Comment est contrôlée la forme cellulaire des neurones et ses variations (dendrites, axones ?) Comment un axone retrouve sa cible ? Comment peut-il y avoir des gradients d’innervation (conservation de la topologie)? Comment se mettent en place les synapses ? Quelle est leur plasticité au cours du temps ? Périodes critiques ?

Enjeux Comprendre les pathologies du développement du système nerveux Trouver des moyens de réparer le système nerveux adulte (accidents, maladies neurodégénératives…) Le cerveau d’un enfant n’est pas celui d’un petit adulte

Techniques utilisées

Techniques utilisées Observation in situ (dans l’organisme en développement) Importance techniques de marquage cellulaire et d’imagerie Utilisation d’organismes modèles (génétique) A ce moment là, j’ai parlé de la technique grasp, que je venais d’apprendre en congrès, et qui permet de marquer les synapses entre neurones Idée qu’on ne connaît pas encore tout le réseau ! Même chez l’homme

Techniques utilisées Observation in situ (dans l’organisme en développement) Importance techniques de marquage cellulaire et d’imagerie Utilisation d’organismes modèles (génétique) - Nématode (C. elegans) - Drosophile (D. melanogaster) - Zebrafish (Poisson zèbre, D. reno) - Xénope - Souris

Le développement chez la droso

Le développement précoce chez la droso

Le développement précoce chez la droso

Le développement du tissu nerveux chez la droso

Le développement du tissu nerveux chez la droso

Le développement du tissu nerveux chez la droso

Le développement du tissu nerveux chez la droso

Le développement du tissu nerveux chez la droso

Le développement du tissu nerveux chez la droso

Le développement du tissu nerveux chez les Vert

Le développement du tissu nerveux chez les Vert

Le développement du tissu nerveux chez les Vert

Le développement du tissu nerveux chez les Vert Cellules crête neurale : Mélanocytes Os, cartilage Cellules gliales SNP

L’organisateur de Spemann

L’organisateur de Spemann Domaine présomptif Détermination cellulaire (cellular commitment) Le tissu nerveux est déterminé après la gastrulation et le réarrangement cellulaire qui s’y produit (Hamburger 1969)

L’organisateur de Spemann Expérience de Spemann et Mangold - sont-ce les cellules greffées qui forment l’ensemble des tissus du second axe ? Embryon pigmenté

L’organisateur de Spemann Expérience de Spemann et Mangold - sont-ce les cellules greffées qui forment l’ensemble des tissus du second axe ? Embryon pigmenté Notion d’induction

L’organisateur de Spemann De 1932 aux années 50 : plus de 100 études essayant de caractériser l’activité inductrice - à partir de lèvres de blastopores : nature chimique (lipide extractible ou non …) - pour avoir plus de tissu, essais à partir d’autres tissus pour voir s’ils ont une activité inductrice ou non (souvent oui, par ex foie et reins) A partir des années 80, utilisation des techniques de biologie moléculaire

L’organisateur de Spemann Critères pour valider la trouvaille de la molécule responsable - elle doit induire un deuxième axe neural quand injectée en position ventrale (comme pour les expériences de Spemann) - elle doit être présente dans la lèvre dorsale du blastopore - elle doit être capable d’induire du tissu neural à partir de la calotte animale seule (sans produire de mésoderme !)

L’organisateur de Spemann Critères pour valider la trouvaille de la molécule responsable - elle doit induire un deuxième axe neural quand injectée en position ventrale (comme pour les expériences de Spemann) - elle doit être présente dans la lèvre dorsale du blastopore - elle doit être capable d’induire du tissu neural à partir de la calotte animale seule au stade blastula (sans produire de mésoderme !)

L’organisateur de Spemann Critères pour valider la trouvaille de la molécule responsable - elle doit induire un deuxième axe neural quand injectée en position ventrale (comme pour les expériences de Spemann) - elle doit être présente dans la lèvre dorsale du blastopore - elle doit être capable d’induire du tissu neural à partir de la calotte animale seule (sans produire de mésoderme !)

L’organisateur de Spemann Critères pour valider la trouvaille de la molécule responsable - elle doit induire un deuxième axe neural quand injectée en position ventrale (comme pour les expériences de Spemann) - elle doit être présente dans la lèvre dorsale du blastopore - elle doit être capable d’induire du tissu neural à partir de la calotte animale seule (sans produire de mésoderme !) - inactiver sa production doit empêcher la détermination du tissu neural

L’organisateur de Spemann

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L’organisateur de Spemann noggin

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L’organisateur de Spemann A ce moment là, ai parlé de double duplication des génomes au cours évolution vertébrés, intérêt évolutif (perte de copie, spécialisation de certaines copies) ..mais forte redondance fonctionnelle et problème de connaître fonction d’un gène chez vertébrés à cause de cette redondance.

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L’organisateur de Spemann Fin du cours à 19h30 (de 16h45 à 19h30 avec une pause)