Origine ontogénétique et évolutive de l'hypophyse : étude cellulaire et moléculaire du développement du complexe neural de l'ascidie Ciona intestinalis

Ontogenic and evolutionary origin of the pituitary gland : molecular and cellular study of neural complex development in the ascidial Ciona intestinalis

• Auteur / Autrice : Lionel Christiaen
• Direction : Jean-Stéphane Joly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Biolologie moléculaire et cellulaire du développement
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Gènes pitx

Développement oro-facial

Génomique fonctionnelle

Résumé

J'ai initié une étude comparée du développement hypophysaire chez les Chordés, par l'analyse des aspects cellulaires et moléculaires du développement précoce du complexe neural chez l'ascidie, Ciona intestinalis. La spécification du champ hypophysaire présomptif est intimement liée au développement du stomodæum (ectoderme oral), dont dérive la placode adénohypophysaire. Les gènes de la famille pitx présentent une expression pan-stomodæale et pan-hypophysaire conservée chez les les Vertébrés et les Céphalochordés. Mes résultats montrent que l'expression pan-stomodæale de pitx est aussi conservée chez l'ascidie. Ces observations suggèrent que l'hypophyse des Vertébrés et le complexe neural des ascidies se développent à partir d'un primordium ancestral et conservé. L'analyse d'autres marqueurs hypophysaires et hypothalamiques suggère une diversification des étapes successives de l'organogenèse. L'étude des mécanismes d'activation de Ci-pitx a été entreprise par l'analyse de son système cis-régulateur. Mes observations montrent que la structure génomique et l'usage transcriptionnel des exons de pitx sont majoritairement conservés entre les ascidies et le Vertébrés. L'expression de Ci-pitx dans l'ANB et le stomodæum larvaire est contrôlée par des modules cis-régulateurs distincts dont les patrons spatio-temporels d'activité transcriptionnelle sont complémentaires. L'analyse détaillée du module D1, responsable de l'activation précoce dans la placode stomodæale (i. E. L'ANB), suggère que le code cis-régulateur intégrant une combinaison de signaux acivateurs et répresseurs puisse être conservé chez les chordés.

I initiated a comparative study of pituitary development in chordates, by a molecular and cellular analysis of the neural complex development in the ascidian Ciona intestinalis. Pituitary primordium specification is intimately linked to early stomodaeal development (oral ectoderm), from which the adenohypophyseal placode arises. The pituitary homeobox (pitx) gene family constitutes conserved markers of the stomodaeal ectomere in vertebrates and cephalochordates. My data show that pitx genes also display pan-stomodaeal expression in ascidians, suggesting ancestry and homology of the pituitary and neural complex primordia. The analysis of additional pituitary and hypothalamic markers suggest that diversification occurred at later stages of organogenesis. The Ci-pitx cis-regulatory system was studied to investigate the developmental mechanisms that drive pitx expression. My observations show that the overall genomic structure and exon usage of pitx genes are essentially conserved between ascidians and vertebrates. Ci-pitx expression in the anterior neural boundary (ANB) and stomodaeum is driven by distinct cis-regulatory modules, the transcriptional activity of which display complementary spatio-temporal patterns. Detailed analysis of the main ANB/stomodaeal enhancer suggests that the cis-regulatory code that defines its activity is conserved among chordates.