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L'expression des gènes pendant le développement: l'importance de la synchronisation

Des chercheurs européens ont étudié la coordination temporelle de l'expression des gènes pendant le développement. Leurs résultats nous rapprochent de la résolution du puzzle du développement.
L'expression des gènes pendant le développement: l'importance de la synchronisation
Pendant le développement, la spécification et la différenciation cellulaires exigent une coordination spatiale et temporelle de l'expression des gènes. Ce processus est facilité par une interaction précise entre la signalisation intercellulaire et les réseaux de régulation des gènes. Plusieurs motifs régulateurs dirigeant l'expression des gènes ont été identifié au niveau cellulaire et nous commençons à comprendre comment les morphogènes déterminent la régulation spatiale des cellules dans un tissu. On en sait cependant peu au sujet de la synchronisation et de la coordination de l'expression des gènes dans des populations de cellules.

Pour résoudre ce problème, les scientifiques du projet CELLCOORDINATION (Temporal coordination of gene expression during development), financé par l'UE, ont cherché à comprendre la dynamique et la coordination cellulaires au cours de la différenciation et du développement. Ils ont utilisé des cellules souches embryonnaires pour étudier, in vitro, leur différenciation en cellules du mésendoderme et de la ligne primitive.

L'imagerie en temps réel de cellules souches embryonnaires individuelles différenciées in vitro vers un destin de ligne primitive a dévoilé une ressemblance remarquable entre le comportement de ces cellules et celui de la ligne primitive dans l'embryon au cours de la gastrulation. Une analyse moléculaire a révélé que la mobilité des cellules de type ligne primitive était associée à l'expression transitoire du facteur de transcription Brachyury et qu'elle était entraînée par la voie de signalisation Wnt/ß-caténine.

Un aperçu de la décision de différenciation des cellules souches embryonnaires en culture a révélé un biais inhérent vers un destin neurectodermique antérieur alors que leur capacité à générer du mésoderme augmentait avec le temps. Une analyse quantitative de la dynamique transcriptionnelle sous-tendant les deux destins a révélé un circuit de répression mutuelle contrôlé par la signalisation Fgf/MAPK. On suppose que cela équilibre les proportions de cellules ayant des destins spécifiques.

Dans une autre partie du projet, les scientifiques ont étudié la dynamique de la division et de la différenciation des cellules progénitrices pancréatiques. Les résultats suggèrent que la synchronisation pendant le cycle cellulaire de l'initiation de la différenciation endocrine déterminait le mode de division des progénitrices.

Dans l'ensemble, les résultats du projet donnent un aperçu sans précédent au fil du temps des évènements moléculaires responsables de la spécification au cours du développement. D'autre part, la nature temporelle de la régulation de l'expression des gènes a souligné la nature contrôlée mais délicate du développement.

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Mots-clés

Développement, CELLCOORDINATION, cellules ES, ligne primitive, signalisation Wnt/beta-caténine