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25.8: Détermination
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Détermination
 
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25.8: Détermination

Pendant l’embryogenèse, les cellules s’engagent progressivement à des destins différents grâce à un processus en deux étapes : spécification suivie de détermination. La spécification est démontrée en enlevant un segment d’un embryon précoce, en présentant « neutrement » le tissu in vitro— par exemple, dans une boîte de Pétri avec un simple médium — puis en observant les dérivés. Si la région cultivée donne naissance à des types de cellules qu’elle générerait normalement dans l’embryon, cela signifie qu’elle est spécifiée. En revanche, la détermination se produit si une région de l’embryon est enlevée et placée dans un environnement « non neutre », comme dans un plat contenant un milieu complexe complété par une variété de protéines, ou même une zone différente de l’embryon lui-même , et qu’elle génère toujours les dérivés attendus. La spécification et la détermination sont deux étapes séquentielles dans la voie de développement d’une cellule, qui précèdent l’étape finale de la différenciation, au cours de laquelle les tissus matures avec des morphologies et des fonctions uniques sont produites.

In Vitro Démonstration de spécification

Pour étudier les spécifications, les chercheurs doivent d’abord comprendre les dérivés normaux des différentes régions d’un embryon. Pour ce faire, les cartes du destin sont souvent utilisées, qui sont générées par la teinture ou l’étiquetage des cellules au début du développement embryonnaire, la culture d’embryons entiers et la surveillance où les cellules marquées finissent. Par exemple, de telles techniques utilisées dans le poulet ont démontré que des régions distinctes situées hors centre dans l’embryon (vers 9 heures et 3 heures) donnent naissance à des cellules de crête neurale, qui sont capables de migrer et de générer le système nerveux périphérique.

Fait important, ces zones à crête neuronale peuvent être excisées au cours des premiers stades de la gastrulation (lorsque l’embryon est transformé en une structure à trois couches) avant qu’ils ne commencent à exprimer des marqueurs protéiques ou des caractéristiques distinctes du type cellulaire. Lorsque tout tissu sous-jacent qui peut être une source de facteurs de signalisation est gratté, et ces explants sont cultivés dans des gouttes de collagène dans un milieu simple, ils génèrent des cellules exprimant des facteurs typiques de transcription de crête neuronale. Fait intéressant, certaines cellules sont même observées migrer loin du corps du fragment de tissu, qui est une autre caractéristique de ce destin cellulaire. Ces expériences ont démontré que la spécification de la crête neurale se produit tôt pendant le développement embryonnaire, et tandis qu’une grande partie de ce travail a été effectuée dans le poulet, des preuves plus récentes suggèrent un modèle semblable de spécification dans le lapin ; ces deux organismes sont utilisés comme modèles de développement embryonnaire humain.

Comprendre la signalisation derrière les spécifications

Une fois que la spécification d’une région d’un embryon a été démontrée, les chercheurs sont également intéressés à déterminer comment les signaux protéiques — et la position du tissu dans l’embryon lui-même — entraînent l’envoi d’une cellule sur une voie de développement particulière. Pour la crête neuronale, les chercheurs ont déterminé qu’une combinaison de protéines, parmi lesquelles les protéines morphogenétiques osseuses et les facteurs de croissance du fibroblaste, émanant du tissu attenant ou sous-jacent à la crête neuronale prospective induire ce destin cellulaire. De tels signaux, à leur tour, provoquent l’expression de protéines spécifiants dans ces cellules, qui les lancent dans la voie de crête neuronale.


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