Dissection de la cascade de signalisation noradrénergique sous tendant la mise en place de la géométrie de l'axe du corps chez le poisson-zèbre embryonnaire

Dissection of the signaling cascade underlying the noradrenergic modulation of body axis straightening in the zebrafish embryo

• Auteur / Autrice : Clothilde Colart
• Direction : Yasmine Cantaut-belarif
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut du cerveau et de la moelle épinière
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Sensory Spinal Signaling

Mots clés

Mots clés libres

Neurosciences

Morphogénèse

Fibre de Reissner

Noradrenaline

Axe du corps

Neurosciences

Morphogenesis

Reissner fiber

Noradrenaline

Body axis

Résumé

Le liquide céphalo-rachidien (LCR) remplissant les cavités du cerveau et de la moelle épinière est une voie clé pour le transport de molécules bioactives impactant localement le développement et la morphogenèse du cerveau. Cependant, le LCR peut-il influencer la morphogenèse en dehors du système nerveux et façonner la géométrie des organes à l'échelle du corps ? Chez les vertébrés, le LCR contient la fibre de Reissner, une structure acellulaire conservée chez les vertébrés, baignant dans les ventricules cérébraux et le canal central de la moelle épinière. Au cours du développement embryonnaire, la fibre de Reissner contrôle la morphogenèse de l'axe du corps en assurant l'expression du gène urp2 qui code pour un neuropeptide exprimé dans les neurones sensoriels spinaux au contact du LCR, les CSF-cNs. Chez des mutants dépourvus de la fibre de Reissner, les ligands noradrénergiques compensent l'expression du gène urp2 et les défauts de courbure de l'axe du corps. Nous avons récemment découvert que la noradrénaline peut se lier à la fibre de Reissner dans le LCR embryonnaire et nous avons également identifié que le récepteur β2-adrénergique est exprimé dans une structure axiale s'étendant le long de la moelle épinière. Cependant, la noradrénaline est libérée par les neurones dans le cerveau, ce qui suggère que la fibre de Reissner permet la détection de ligands noradrénergiques libérés par des cibles distantes dans la moelle épinière. Pourtant, le mécanisme de signalisation allant de la réception de ces signaux à leur transduction afin d'ajuster l'axe du corps de l'embryon est inconnu. En combinant des approches d'imagerie in vivo et de génétique chez le poisson zèbre, notre objectif est d'identifier le mécanisme de signalisation depuis la réception de ces signaux transportés par la fibre de Reissner jusqu'à leur transduction, et leur rôle dans la morphogenèse de l'axe du corps.

The cerebrospinal fluid (CSF) filling the cavities of the brain and the spinal cord is a key route for the transport of bioactive molecules impacting locally the development and the morphogenesis of the brain. However, whether the CSF could influence morphogenesis outside the nervous system and possibly shape the geometry of organs at the scale of the body is poorly understood. In vertebrates, the CSF contains the Reissner fiber, an acellular thread conserved in vertebrates, bathing in the brain ventricles and the central canal of the spinal cord. During embryonic life, this fiber controls the morphogenesis of the body axis by ensuring the expression of the urp2 gene which encodes a neuropeptide expressed in spinal sensory neurons in contact with the CSF called CSF-cNs. In mutants lacking the Reissner fiber, noradrenergic ligands compensate for urp2 gene expression and body axis curvature defects. We recently found that noradrenaline can bind the Reissner fiber in the embryonic CSF. We also identified that the β2-adrenergic receptor is expressed in an axial structure spanning along the spinal cord. However, noradrenaline is released by neurons lining the lateral floor of the fourth ventricle in the brain. This suggests that the Reissner fiber allows the detection of noradrenergic ligands released in the brain ventricles by distant targets in the spinal cord. Yet, the signaling mechanism from the reception of these signals to their transduction allowing to tune the shape of the embryo from the brain cavities is unknown. By combining in vivo imaging approaches and genetics in zebrafish, our goal is to identify the signaling mechanism from the reception of these signals transported by the Reissner fiber to their transduction, and their role in body axis morphogenesis.