Caractérisation de l'expression de facteurs potentiellement impliqués dans la spécification en épiblaste dans l'embryon de souris préimplantatoire

Characterisation of the expression of factors potentially involved in epiblast specification in the preimplantation mouse embryo

• Auteur / Autrice : Victor Nowak
• Direction : Claire Chazaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du développement
• Date : Soutenance le 31/05/2023
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique, Reproduction et Développement (Clermont-Ferrand)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Arnaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent David
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nathalie Beaujean, Alice Jouneau, Michel Cohen-Tannoudji

Mots clés

Mots clés contrôlés

Feuillets embryonnaires

Embryons

Souris de laboratoire

Mots clés libres

Epiblaste

Souris

Embryon

Spécification

Epiblast

Mouse

Embryo

Specification

Résumé

Après la fécondation, l'embryon de souris effectue deux phases de différenciation avant l'implantation. La première permet la formation de cellules externes qui donnent le Trophectoderme (TE) et de cellules internes qui donnent la Masse Cellulaire Interne (MCI). La deuxième se déroule dans la MCI produisant les cellules de l'Epiblaste (Epi) et l'Endoderme Primitif (EPr) disposées en « poivre et sel » au sein de la MCI. Des études récentes montrent que le facteur NANOG est nécessaire pour la spécification des cellules EPI, mais qu'il n'était pas suffisant, suggérant alors que d'autres facteurs sont impliqués dans l'initiation de cette différenciation.Mon objectif a été d'identifier d'autres facteurs qui pourraient être impliqués, comme NANOG, dans l'initiation de cette spécification en Epi. Je me suis intéressé au gène Fgf4, connu comme étant un marqueur de l'Epi et est un gène cible de NANOG, pour identifier in silico plusieurs facteurs potentiellement impliqués : TEAD4, SOX2, SOX21 et OCT4. L'étude de leurs expressions a mis en avant l'hétérogénéité de ces facteurs à différents stades, ainsi qu'une expression inversement corrélée entre SOX2 et SOX21 au cours du développement. Ces résultats, en plus d'une veille bibliographique, m'a fait émettre l'hypothèse que TEAD4 et SOX21 seraient des répresseurs alors que NANOG et SOX2 seraient des activateurs de l'expression de FGF4 et de la spécification en Epi. Il y aurait alors des mécanismes de compétition entre ces facteurs. Mais a ce jour, mes travaux sur l'étude de la surexpression de SOX21 dans l'embryon ne m'ont pas permis de valider cette hypothèse. En parallèle j'ai commencé à développer des cellules souches embryonnaires permettant une surexpression de SOX21 ou de TEAD4. Grâce à ces cellules, nous pourrons étudier les mécanismes de liaisons à l'ADN de ces facteurs et leur impact sur les gènes cibles, ainsi que la potentielle compétition entre eux.

After fertilization the mouse embryo performs two rounds of differentiation before implantation. The first allows the formation of outer cells which, that give the Trophectoderm (TE) and the inner cells which give the Inner Cell Mass (ICM). The second step takes place within the ICM by producing the Epiblast (Epi) and the Primitive Endoderm (PrE) cells positioning in a “salt and pepper” pattern in the ICM. Recent studies show that NANOG is necessary for Epi specification, but not sufficient, suggesting that other factors may be involved in the initiation of this differentiation.My goal was to identify other factors that could be involved, as NANOG, in the initiation of Epi specification. I focused on the Fgf4 gene, which is a known Epi marker and a target gene of NANOG, to identify in-silico several potentially implicated factors: TEAD4, SOX2, SOX21 and OCT4. Analysis of their expressions highlighted the heterogeneity of those factors at different stages and between, and also an inverted correlation between SOX2 and SOX21 expressions during the development. Those results and data from literature made me hypothesize that TEAD4 and SOX21 would be repressors while NANOG and SOX2 would be activators of FGF4 expression and Epi specification. There would be then a competition between those factors. But nowadays, my work on the analysis of SOX21 overexpression in the embryo didn't allow me to validate this hypothesis. In parallel, I started to develop embryonic stem cells allowing an overexpression of SOX21 or TEAD4. Thanks to these cells, we will be able to study the DNA binding mechanisms of those factors and the impact on the target genes, and also the putative competition between them.