De novo myogenesis and neurogenesis during budding of the colonial ascidian, Botryllus schlosseri

par Maria Mandela Prünster

Thèse de doctorat en Biologie du développement

Sous la direction de Stefano Tiozzo.

Le président du jury était Elisabeth Christians.

Les rapporteurs étaient Cristian Cañestro, Ute Rothbächer.

  • Titre traduit

    Myogenèse et neurogenèse de novo lors du bourgeonnement de l’ascidie coloniale, Botryllus schlosseri


  • Résumé

    Le but de mon projet était de décrire les molécules impliquées dans le développement asexué de l'ascidie coloniale Botryllus schlosseri et d'en déduire les mécanismes associés. Les ascidies appartiennent au sous embranchement des Tuniciers, groupe frère des Vertébrés. Elles sont les organismes les plus proches de l'humain capable de se reproduire de manière asexuée par bourgeonnement. Le travail a été réalisé sur l'ascidie coloniale Botryllus qui est composée de plusieurs individus (zoïde) réunis dans une tunique commune. Lors du développement asexué de Botryllus le zoïde peut sauter les stades embryonnaires et larvaires pour directement former un nouveau corps adulte incluant toute la musculature et le système nerveux en bourgeonnant. Dans le but d'étudier l'origine cellulaire et les mécanismes sous-jacents potentiels à la myogenèse non embryonnaire, j'ai suivi l'expression de ces gènes myogéniques lors du bourgeonnement de Botryllus et j'ai reconstruit la dynamique des précurseurs des muscles. Les orthologues de ces molécules ne sont pas exprimés seulement chez les ascidies mais également lors du développement du muscle cardio-pharyngé chez les Vertébrés et l'origine commune du cœur et des muscles pharyngés dans le champ cardio-pharyngé était déjà présente chez l'ancêtre commun des Tuniciers et des Vertébrés. En étudiant l'origine cellulaire lors de la neurogenèse j'ai pu observer que des gènes larvaires qui déterminent l'axe antérieur postérieur (AP) ont été cooptés dans une structure transitoire neuronale qui donne le ganglion cérébroïde. Ils divisent la structure en trois parties, évoquant ainsi de la tripartition de système nerveux des Vertébrés.


  • Résumé

    The aim of this work is to describe via molecular-biological methods the asexual form of development of the colonial ascidian Botryllus schlosseri focusing on the formation of different tissues, namely muscles and nervous system, as well as exploring the potential presence of structures or cells homologous to the neural crest. Ascidians belong to the subphylum tunicates, sister group of vertebrates and are the closest relatives to man that can reproduce asexually, by budding. As colonial ascidian, the metamorphosis of Botryllus schlosseri specimen is followed by a lifelong, recurring, highly coordinated budding process, where multiple individuals (zooids) are connected and embedded in a common tunic. During asexual development, zooids can develop in a direct manner without embryonic and larval stages. To study the cellular origin and mechanisms of non-embryonic myogenesis I followed the expression pattern and dynamics of myogenic genes during asexual development and reconstructed muscle precursors. Orthologs of these genes are not only expressed during muscle formation via larval development but also during the formation of cardio-pharyngeal muscles in the vertebrate embryogenesis. I further drew a comparison of the regionalization of a transitory neurogenic structure, the dorsal tube, along the anteroposterior axis during budding with its larval counterpart, the neural tube, thus adding a RNA-expression profile of neural genes hereby proposing a scenario of cerebral ganglion formation by delamination. To better understand the nature of the dorsal tube and gangliogenesis I investigated potential involvement gene orthologs implemented in vertebrate neural crest formation.

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