Quel est le phénomène mis en évidence par l’ensemble des expériences qui précèdent ?

TD n°8

L’induction du mésoderme

1) Rappels de Cours

Quel est le phénomène mis en évidence par l’ensemble des expériences qui précèdent ?

Dans l’ensemble des expériences précédentes il a été mis en évidence que les cellules de la calotte animale lorsqu’elles sont mise en contact avec des blastomères ventraux vont donner des cellules de types sanguines, nephros… Lorsque l’on effectue l’inverse et que l’on met les cellules de la calotte animale en contact avec des blastomères dorsaux elles vont donner des cellules de la corde, du muscle qui sont des dérivés du mésoderme.  L’endoderme a donc deux localisations différentes qui vont induire des différences au niveau du mésoderme qui va être formé. Il va  y avoir une régionalisation de l’endoderme qui va induire une régionalisation du mésoderme.

Correction : Au pôle végétatif il y a beaucoup de vitellus et donc si on cultive des cellules de la calotte végétatif toutes seules on va obtenir de l’endoderme. Il y a donc un phénomène d’induction du mésoderme.

Les expériences ont données naissance au modèle des 4 signaux, décrire ce modèle.

Les cellules de la calotte animale une fois mises en culture vont donner de l’ectoderme.

Les cellules de la calotte animale mises en culture avec des blastomères dorsaux vont donner de l’ectoderme, de l’endoderme et du mésoderme dorsal.

Les cellules de la calotte animale mises en culture avec des blastomères ventraux vont donner de l’ectoderme, du mésoderme ventral et de l’endoderme.

Les cellules de la calotte végétative (blastomères ventraux et blastomères dorsaux) vont donner de l’endoderme.

On peut donc en déduire que le mésoderme est issus d’un mélange de ces deux types de cellules car quand elles sont seules elles ne peuvent que ce spécifier en ectoderme ou en endoderme. Mais lorsqu’elles sont en contacte toutes les deux on va obtenir du mésoderme soit dorsal soit ventrale en fonction de l’origine des blastomères qui ont été ajoutés aux cellules de la calotte animale.

Il va donc y avoir des signaux qui vont être émis et qui vont permettre aux cellules de l’ectoderme quand elles sont en contactes avec les cellules de l’endoderme de se différencier en cellules du mésoderme.

Correction : On va le décrire tout au long de ce TD.

2) Détermination précoce de la région dorsale

2.1) La β-cathénine

Qu’indiquent les observations et les résultats suivant quand au rôle de la β-cathénine ?

La β-cathénine joue un rôle primordial dans la formation du dos. Car on peut observer que la β-cathénine ne va pas être répartie de la même façon dans les cellules du dos et les cellules du ventre. La β-cathénine va être présente en grande quantité dans tout les noyaux des cellules du dorsales de la blastula alors qu’il n’y en a pas dans les cellules ventrales. La β-cathénine est donc localisée dans les noyaux des cellules dorsales il doit donc probablement y avoir un mécanisme d’expression de la β-cathénine qui va être différent au niveau dorsal et au niveau ventral.

En absence de β-cathénine on ne va pas pouvoir observer de structure dorsale chez la blastula et si on injecte de la β-cathénine au niveau des cellules ventrales il va y avoir formation d’un axe secondaire donc la blastula va avoir deux troncs, donc deux dos.

Correction : Sur la figue de gauche on visualise des points au centre de la cellule que l’on ne voit pas sur la figue de droite. Donc on peut observer de la β-cathénine côté dorsal et pas du côté ventral se qui est normal car la β-cathénine ne va être exprimée que du côté dorsal. Un deuxième lot de structures dorsales va se former donc on va obtenir un embryon à deux têtes donc un embryon siamois. Le rôle de la β-cathénine va être dorsalisant car si on l’injecte dans une région où elle n’est pas d’habitude il s’agit d’une greffe ectopique (dans une autre région) donc d’une expérience gain de fonction car il va y avoir un effet, alors que cet effet n’existait pas précédemment. On peut aussi faire une expérience perte de fonction qui va empêcher la protéine de s’exprimer et en absence de cette protéine il va y avoir une absence de structure dorsale. La β-cathénine est donc une protéine à effet dorsalisant.

2.2) La GSK3

Quel est le rôle de la GSK3 ?

Injection d’une forme dominante négative de la GSK3 (Glycogène synthase kinase) dans les 2 blastomères d’un stade deux de Xénope = Embryogénèse double, donc embryon avec deux axes embryonnaires.

La GSK3 qui est une enzyme de type kinase. Son rôle va donc être de phosphoryler quelque chose, ici en l’occurrence il s’agit de la β-cathénine. La phosphorylation de cette β-cathénine est se qui va permettre sa dégradation par le protéasome et donc empêcher l’expression de la β-cathénine dans le côté ventral Ici en inhibant la GSK3 on va inhiber cette phosphorylation de la β-cathénine se qui va donc empêcher sa dégradation par le protéasome donc le β-cathénine va être présente dans les noyaux de toutes les cellules et on ne va donc pas pouvoir observer de région ventrale car il n’y aura nulle part des noyaux de cellules où la β-cathénine aura été dégradée. Se qui justifie la formation de ces deux axes embryonnaires.

Correction : Protéine sous forme dominante négative c’est une protéine qui va être injectée en présence de la forme normale de la protéine et cette forme que l’on va rajouter va avoir un effet dominant sur la forme qui est déjà présente dans l’embryon. L’effet négatif va être d’inhiber le rôle de la forme native (forme sauvage) de la protéine. Il va y avoir inhibition de la protéine endogène. La GSK3 va adresser la β-cathénine vers le protéasome qui va dégrader la protéine donc la GSK3 va permettre la dégradation de la β-cathénine. La β-cathénine ne va donc pas être dégradée on va donc en retrouver en position dorsal et aussi en position ventrale. Car en temps normal la β-cathénine est dégradée du côté ventral grâce à l’activité de GSK3. Donc si on ne dégrade plus la β-cathénine  côté ventral on va construire d’autres structures dorsal donc il va y avoir un embryon avec des structures dorsales côté ventrale et des structures dorsales côté dorsal.

2.3) Vg1, VegT, siamois.

Où est normalement exprimé le gène siamois ? Citez l’un des activateurs de ce gène.

Correction : Le gène Siamois va être exprimé du côté dorsal mais plus précisément du côté dorso-végétatif. L’un de ces activateurs est le gène nodal.

Qu’est ce que le centre de Nieuwkoop ?

Le centre de Nieuwkoop est un centre inducteur qui va induire les blastomères de la zone marginale à produire du mésoderme dorsal. Il est aussi impliqué dans le déclenchement de la gastrulation.

Correction : C’est la région qui va permettre la mise en place de l’organisateur de Spemann.

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