Mécanismes moléculaires et cellulaires du contrôle de la diversité neurale dans le rhombencéphale de poisson zèbre

Molecular and cellular mechanisms involved in the control of neural cell diversity in the developing hindbrain of the Zebrafish

• Auteur / Autrice : Virginie Esain
• Direction : Patrick Charnay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomes et protéines
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astrocytes

Récepteur facteur croissance fibroblaste

Système nerveux central

embryologie

Danio zébré

Régulation de l'expression des gènes au cours du développement

Rhombencéphale

Résumé

Lors du développement embryonnaire, le cerveau est régionalisé selon les axes antéro-postérieur (AP) et dorso-ventral (DV), permettant la mise en place de différents types neuronaux et gliaux. Durant ma thèse, je me suis intéressée aux mécanismes moléculaires et cellulaires contrôlant la diversité des cellules neurales dans le cerveau postérieur du poisson zèbre, région sous-divisée en rhombomères le long de Taxe AP chez les Vertébrés. Je me suis d'abord intéressée à sa régionalisation DV et à la régulation transcriptionnelle d'un antagoniste sécrété des Wht, sfrp1a. Ce gène est exprimé dans la partie ventrale du cerveau postérieur alors que les Wnt sont connus pour agir dorsalement. J'ai montré que l'expression de sfrp1a est contrôlée par les Wnt et j'ai établi que cette action est directe. Il s'agit du premier exemple d'un rôle direct des Wnt dans la régulation des sFRP et il permettrait un affinement du gradient DV de Wnt. Dans un deuxième temps, je me suis intéressée à une population de précurseurs neuraux au centre des rhombomères (rhc), qui reçoit un signal FGF (FGF-RS). Ces cellules donnent naissance aux motoneurones somatiques (sMN), aux oligodendrocytes (OPC) et aux astrocytes et, lorsque FGF-RS est inhibé, ces trois types cellulaires sont éliminés du cerveau postérieur. Nous avons montré que FGF-RS contrôle l'expression de gènes essentiels à la mise en place des sMN et des OPC (olig2) et des cellules gliales (sox9). Enfin, FGF-RS permet le maintien du rhc et empêche la neurogenèse. L'ensemble de ces données établit que FGF-RS, en contrôlant l'expression de gènes-clefs, participe de façon décisive à la génération de la diversité neurale du cerveau postérieur.

During the embryonic development, the central nervous System is patterned along the antero-posterior (AP) and dorso-ventral (DV) axes, allowing the generation of distinct classes of neurons and glia. During my Ph. D, I focused on some of the molecular and cellular mechanisms involved in the generation of the neural cell diversity in the zebrafish hindbrain, a region sub-divided along the AP axis into units called rhombomeres. First, I tried to understand how the hindbrain is patterned along the DV axis and I focused on the transcriptional regulation of a Wnt secreted antagonist, sfrpla. Sfrp1a is expressed in the ventral hindbrain whereas wnt are known to act in the dorsal neural tube. I showed that despite their non-overlapping expression patterns, sfrp1a expression is controlled by Wnt signaling that directly activates its expression. This is the first report for a role of the Wnts in the regulation of sFRPs. This interaction suggests a role for sFRPs in the refinement of the Wnt gradient along the DV axis. Secondly, I have been interested in a population of neural precursors at rhombomere centers (rhc) that receives a FGF signal (FGF-RS). We showed that these cells give rise to somatic motoneurons (sMN), oligodendrocytes (OPCs) and astrocytes. Inhibiting FGF-RS eliminated the generation of these cell types and strongly decreased the expression level of genes involved in sMN and OPCs (oligZ) as well as glia development (sox9). FGF-RS is also involved in rhc maintenance and prevents neurogenesis in this territory. These data suggest that FGF-RS, by regulating the expression of key genes, is involved in the generation of neural cell diversity in the developing hindbrain