Activation ovocytaire

Présentation au sujet: "Activation ovocytaire"— Transcription de la présentation:

1 Activation ovocytaire
Alex McDougall Biologie du Développement UMR7009 Station Zoologique Villefranche sur Mer 06230 Contact

2 Coté Historique

3 Les premières indications qu’une augmentation calcique était importante à la fécondation
Suffisante Steinhardt, Yanagimachi, Epel (1974) Nécessaire

4 La première mesure d’une augmentation calcique à la fécondation Le groupe mené par Lionel Jaffe

5 Pour la premiere fois une vague calcique etait vue en biologie
Encore le groupe de Lionel Jaffe (1978)

6 Une augmentation calcique à la fécondation est quasi universelle

7 Les augmentations calciques sont souvent oscillantes
Ovocyte de mammifère Cuthbertson, Whittingham and Cobbold (1981) Movie fait par Keith Jones

8 InsP3 et sont récepteur IP3 augmente à la fécondation
Ciapa and Whitaker 1986 (oursin) Suffisante Whitaker 1984 (oursin) Nécessaire Miyazaki 1992 (mammifere)

9 Les oscillations calciques sont des vagues périodiques
Ovocyte d’ascidie Speksnijder, Jaffe and Sardet, 1990

10 Les vagues calciques viennent d’ un domaine vegetal: ascidie, némerte, mammifère
toutes du RE cortical McDougall et Sardet (1995). Current Biol. 3,

11 Les oscillations calciques s’arrêtent juste avant la sortie de méiose Liées aux cycles cellulaires méiotiques: ascidie et mammifère Ascidie Control interphase + D90 Cyclin B1 metaphase Temps (min.) Levasseur and McDougall (2000). Development,127:

12 Quelques questions Comment les spermatozoides déclenchent les augmentations calciques ? Quel est le « pacemaker » de ces vagues calciques periodiques ? Comment les augmentations calciques s’arrêtent ? Quel est le rôle de ces oscillations calciques ?

13 Comment les spermatozoides déclenchent …
Conduit Contact Contenu PIP2 Ca2+ Ca2+ PLC InsP3 RE Ca2+

14 Model Conduit et Model Contact
Modèle « Conduit » Creton R and Jaffe, L. F. (1995) Modele « Contact » Jaffe, LA G proteine model Probleme: Ca2+ Ca2+ - Problem:

15 Model « Contenu » Jacque Loeb 1901. Facteur spermatique Swann 1990.
« Catalytic substance » = proteine chez les mammiféres Les ovocytes peuvent être activés par Extrait des sperm Tête de spermatozoid

16 Extrait de spermatozoides
Quelle est l’identité du facteur spermatique ?

17 Mécanisme d’activation: vertébrés vs invertébrés
Facteur spermatique SFK PLCg InsP3 Calcium Oursin, Ascidie – Mammifère, Xénope – SH2 SFK Asc, Oursin SH2 PLCg Asc, Oursin

18 Candidats pour le facteur spermatique
Invertébrés trKit Oscillin NO synthase PLCzeta

19 PLCzeta 70 kDa EF hand PLCX PLCY C2 Nuclear Localization Sequence
Domaine PH absent

20 PLCzeta Protéine présente dans les spermatozoides Suffisant Nécessaire

21 PLCzeta Quelle espèces ? Mammifères – Oui Xénope ? Ascidie
Echinodermes ?

22 Comment les spermatozoides declenchent les vagues calciques ?
Invertébrés Vertébrés Factor Spermatique Ovocyte SFK Ovocyte PLCg PLCz Sperm InsP3 Ca2+ RE

23 Quel est le « pacemaker » de ces vagues calciques périodiques ?
Ascidie Mollusc Némerte Polychaete Mammifère

24 Ascidie Dumollard et al J Cell Sci

25 Mollusc, Némerte, Annélid
Sardet et al Biophysical Chem.1998

26 Mammifère Pôle végétatif
Deguchi et al., (2000). Dev. Biol. 218,

27 Quel est le pacemaker des vagues calciques ?
Mammifère Ascidie

28 Comment les augmentations calciques s’arrêttent ?
Ascidie Liée a l’activité MPF Control interphase + D90 Cyclin B1 metaphase Temps (min.) Levasseur and McDougall (2000). Development,127:

29 Liée au cycle cellulaire
Souris Liée au cycle cellulaire Marangos, FitzHarris, and Carroll Development :  

30 Formation de noyaux et perte de sensibilité des récepteurs InsP3
A. Formation de noyaux B. Perte de sensibilité des récepteurs IP3

31 Comment les augmentations calciques s’arrêtent ?
Lié à la sortie de méiose Deux mécanismes 1. 2.

32 Rôles des vagues calciques périodiques
Activatrices -Pour les ovocytes arrêtes en métaphase I ou II (ascidie, mammifère) Déclenche sortie de phase M (méiotique) Comment ? Les oscillations maintiennent l’activité APC élevée pendant plusieurs heures (mammifères) Nixon et al., (2002). Curr Biol. 12, 746

33 Synergy entre CamKII et Calcineurin
CamKII Calcineurin APC Cdk1 X-P X M Phase Interphase Mochida and Hunt (2007). Nature 449, 336

34 CamKII: Activation de l’APC
Calcium CaMKII Plx1 P SCF APC/Ccdc20 Securin Separase DB CDK1 DB Cyclin B1 Separase Active CDK1 Inactive Anaphase Sortie de phase M méiotique

35 Calcineurin: Activation de l’APC
Calcium Calcineurin + APC/Ccdc20 Securin Separase DB CDK1 DB Cyclin B1 Separase Active CDK1 Inactive Anaphase Sortie de phase M méiotique

36 Autre rôles ? 1. Blocage de la polyspermie
2. Suppression de la voie defaut des ovocytes - l’apoptose Echinodermes 3. Un rôle sur le phénotype chez les mammiferes ? 4. Augmente la synthese d’l’ATP par les mitochondries - Ascidies: Dumollard et al Development 2003 - Souris: Dumollard et al Development 2004

37 Sommaire Coté historique
Périodiques vagues calciques Facteur spermatique Comment les spermatozoïdes déclanchent les augmentations calciques Vertebrés vs invertébrés Quel est le « pacemaker » de ces vagues calciques periodiques ? Domaine végetatif riche en RE Comment les augmentations calciques s’arrêtent ? Sortie de la phase M de la meoise PLCz rentre dans le noyaux Sensibilité des récepteurs IP3 Quel est le rôle de ces oscillations calciques ? Activation de l’APC qui declenche le cycle cellulaire Sur le développement Metabolisme