Développement et évolution des systèmes commissuraux chez les vertébrés

Development and evolution of commissural systems in vertebrates

• Auteur / Autrice : François Friocourt
• Direction : Alain Chédotal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cerveau - Cognition - Comportement
• Date : Soutenance le 30/06/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de la vision (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Dufour
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Filippo Del Bene, Philippe Vernier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alessandra Pierani, Valérie Castellani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cerveau -- Évolution

Cerveau dédoublé

Flux axonal

Mots clés libres

Guidage axonal

Commissure

Évolution

Robo3

Dcc

3Disco

Axon guidance

Robo3

Evolution

Résumé

Dans le système nerveux des bilatériens, certains neurones, appelés commissuraux, étendent leurs axones au-delà de la ligne médiane pour se connecter à des neurones controlatéraux. La Nétrine-1, une protéine sécrétée, guide ces axones jusqu'à la ligne médiane ventrale. Son récepteur DCC, exprimé dans les axones commissuraux, est considéré comme le relais de cette signalisation. Cependant, chez la souris, le récepteur Robo3 participe également à cette signalisation et est nécessaire pour que les axones commissuraux franchissent la ligne médiane ventrale. Dans ce travail, nous avons étudié la conservation des récepteurs Robo3 et DCC chez les vertébrés. De façon surprenante, nous avons mis en évidence que le gène Dcc est absent chez deux groupes d'oiseaux. Toutefois, cette perte ne semble pas s'accompagner de défaut de guidage des axones commissuraux chez ces oiseaux. Le gène Robo3 est, quant à lui, présent chez tous les vertébrés, mais présente des particularités structurales et fonctionnelles chez les mammifères, notamment la perte de liaison aux Slits (les ligands canoniques des récepteurs Robo). Chez les amniotes, Robo3 est spécifiquement exprimé dans les axones commissuraux avant le croisement de la ligne médiane. En revanche, chez les autres vertébrés, son expression est plus vaste et sa fonction dans le guidage commissural reste ambigüe. Enfin, la restauration de la signalisation Robo3-Slits chez la souris et sans effet sur la mise en place des commissures, et son rôle chez les autres vertébrés reste inconnu. Dans l'ensemble, ces données apportent un nouvel éclairage sur la diversité des commissures et de leurs systèmes de guidage chez les vertébrés.

In most bilateria, some neurons, called commissural neurons, extend their axons across midline to connect with contralateral targets. Netrin-1, a protein secreted at the ventral midline by the floor plate, atracts commissural axons and guide them towards midline. It is thought that the DCC receptor mediates Netrin-1 attraction towards ventral midline. However, in the mouse, Robo3 receptor also participate to Netrin-1 attractive signaling, and is necessary for commissural axons to reach ventral mdline. In this work, we have been studiing Robo3 and DCC receptors conservation in vertebrates. Strickingly, we found that birds withinh two major groups, the Galliforms and Passeriforms, do not have a Dcc gene. However, our comparative analysis of commissure development in birds revealed no difference between birds having or not DCC. On the other hand, Robo3 gene is present in all vertebrates studied, but is divergent in mammals. Especially Robo3 does not bind its cananical lignads Slits in these group. In amniotes, Robo3 is specifically expressed in commissural axons before they cross the midline. In contrast, Robo3 expression in other vertebrates is broder, and its exact function in commissural axon guidance remains unclear. Finally, restoring Slit binding to Robo3 in mammals does not affect commissural guidance, and the rôle of Robo3-Slit signaling in other vertebrates remains unclear. These data shed a new light on commissures diversity and their guidance mechanism among vertebrates.