10. Ontogenèse Flashcards
Quelles sont les étapes de la formation d’un blastocyte?
- fécondation
- divisions cellulaires
- morula
- blastocyte précoce
- implantation du blastocyte
De quoi est composé un blastocyte précoce?
- zone pellucide
- blastocèle
- trophoectoderme
- masse cellulaire interne
De quoi est composé un blastocyte tardif?
- cavité amniotique
- sac amniotique
- disque embryonnaire
Qu’est-ce qu’un blastocyte?
une masse de cellules pré-embryonnaire dans une boule remplie de liquide
Qu’est-ce que la gastrulation?
c’est la mise en place des axes de développement et des structures primitives de l’embryon
par la différenciation des cellules
Que détermine le sillon primitif?
la ligne médiane du futur embryon : axe antéro-postérieur
Qu’est-ce que le sillon primitif?
sillon qui se crée lors de la gastrulation et qui grandit par l’avancement du noeud primitif
- queue en postérieur
- tête (noeud) en antérieur
Que se passe-t-il lors de la gastrulation? Comment?
l’embryon acquiert 3 feuillets :
- ectoderme
- mésoderme
- endoderme
grâce à l’invagination des cellules dans le sillon primitif
Que deviendront l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme?
- ectoderme : peau
- mésoderme : muscles (entre autres)
- endoderme : viscères
Que se passe-t-il au début de la neurulation?
l’envoie de signaux à l’ectoderme par la corde dorsale/ notocorde pour induire le neuroectoderme et former la plaque neurale
Qu’est-ce que la corde dorsale?
- aussi appelée notocorde
- tube vibe tout le long de l’Axe ant-post de l’embryon
- structure transitoire
- envoie des signaux via les morphogènes
Que se passe-t-il lorsque la plaque neurale s’épaissit?
plaque neurale s’épaissit et se façonne en forme de gouttière neurale (bourrelets)
- plaque du plancher (ventral)
- crêtes neurales (dorsal)
Que se passe-t-il au milieu de la neurulation?
Formation d’une gouttière neurale par l’épaississement de la plaque neurale
Que se passe-t-il à la fin de la neurulation?
- fermeture du tube neural par la soudure des bourrelets neuraux au niveau de la ligne médiane (et jonction de l’ectoderme)
- séparation de cellules de crête neurale aux abords de la plaque du toit
Comment se passe la fermeture du tube neural?
commence à se fermer au milieu, puis se propage vers les extrémités ant-post (comme un double zip)
Que sont les cellules de la plaques neurales? Où se situent-elles?
- cellules qui ne rejoignent ni l’ectoderme, ni la toit de la plaque neurale et qui se retrouvent seules entre ces deux structures
- se trouvent tout le long de l’axe ant-post
Quelles sont les structures transitoires de l’embryon qui émettent des signaux moléculaires?
- cellules de la plaque du toit
- cellules de la plaque du plancher
- corde dorsale
À quoi servent les signaux moléculaires de l’embryon?
servent à régionaliser (dorsal vs ventral) les cellules du tubes neurales (très important pour le développement initial du tube neural)
À la fin de la neurulation, comment sont les cellules souches neurales?
multipoptentes
Quelles sont les 4 étapes de la neurulation?
- induction d’une plaque neurale
- formation d’une gouttière neurale
- formation d’un tube neural
- fermeture du tube neural et création de cellules de la crête neurale
Qu’est-ce qu’un somite?
dans l’embryon, structure qui deviendra des muscles de la colonne vertébrale
Le tube neural antérieur se dilate en combien de vésicules? Les nommer. Que formeront-t-elles respectivement?
3
- prosencéphale
- mésencéphale
- rhomboencéphale
Que formeront respectivement les 3 vésicules antérieures du tube neural?
- prosencéphale : télencéphale et diencéphale
- mésencéphale : mésencéphale
- rhomboencéphale : métencéphale, myélencéphale et ME
donc 5 régions
Que se passe-t-il lors de la segmentation de l’encéphale?
- formation de 3 vésicules qui se spécialiseront pour devenir des régions du cerveau
- acquisition de coudes (coins)
Quelles sont les premières étapes de la formation du système nerveux, en ordre?
- gastrulation (mise en place des axes)
- neurulation
- segmentation
En biologie du développement, qu’est-ce que la segmentation?
chez la mouche , par exemple, l’embryon se divise en plusieurs segments, qui représenteront respectivement chaque segment de l’abdomen des mouches : la segmentation donne une identité positionnelle aux segments
Comment est segmenter le tube neural?
Le tube neural est divisé en unités qui se répètent selon l’axe antéro-postérieur : les neuromères (dont les rhombomères)
Grâce à quels types de facteurs a lieu la segmentation?
- intrinsèque = qui agit dans la cellule
- extrinsèque = qui provient d’en dehors de la cellule
Est-ce que toutes les cellules possèdent la même ADN?
oui, mais elles n’expriment (transcrivent) pas tous les mêmes gènes
Qu’est-ce qui fait que les cellules n’expriment pas toutes les mêmes gènes?
les facteurs de transcription : facteurs intrinsèques de la différenciation cellulaire
Qu’est-ce qu’un facteur de transcription?
- protéines
- se lient à l’ADN pour réguler l’expression des gènes
- agissent comme facteurs d’induction intrinsèque
Que sont les gènes hox?
facteurs de transcriptions qui régulent
l’identité des neuromères le long de l’axe
antéro-postérieur
Qu’est-ce que la colinéarité de la transcription des gènes?
L’ordre dans lequel les gènes hox sont disposés sur le chromosome (3’>5’) suit la même organisation que leur expression le long de l’axe antéropostérieur dans l’embryon
donc ils gardent leur position relative
Qu’est-ce qui donne l’identité relative aux neuromères?
l’expression combinatoire de plusieurs gènes hox
À quel endroit commencent et arrêtent de s’exprimer les gènes hox?
Commencent +/- en antérieure selon leur position relative dans le chromosome et s’expriment tout le long après jusqu’en postérieur
Que veut dire le fait que es gènes hox sont des « master regulators »?
ça veut dire qu’ils activent un code transcriptionnel spécifique
- combinaison d’expression de gènes hox
- expression d’une panoplie de facteurs de transcriptions
- expression spécifique de gènes de différenciation
- ce qui donne une identité cellulaire/ tissulaire
Que sont les morphogènes?
- molécules de signalisation influençant le devenir des cellules en fonction de leur emplacement
- facteur extrinsèque
Comment un même morphogène peut-il avoir différents effets sur différentes cellules localisées à différents endroits?
grâce aux différences de concentration, par diffusion
- cellules initialement identiques : destins différents
Qu’est-ce qu’un seuil de lecture?
seuil de concentration d’un morphogène pour qu’il y ait une activation des programmes génétiques différents (facteurs
intrinsèques)
Qu’es-ce que le fait que les morphogènes à différentes concentration ont différents effets implique?
Ça implique que l’information positionnelle d’une cellule va définir son identité via l’activation de programmes génétiques précis
Que montre le modèle du drapeau français?
ça montre que selon la concentration d’un morphogène et selon les seuils de lecture, un même morphogène va produire des effets différents
Que contrôlent les morphogènes?
contrôlent l’expression des gènes hox (facteurs intrinsèques), qui activent à leur tour un code transcriptionnel
Par rapport aux facteurs extrinsèques, quels sont les deux facteurs qui permettent la diversité de l’identité cellulaire?
contrôle spatial et temporel de l’expression des gènes par des molécules de signalisation
Quelles structures embryonnaires relâchent des morphogènes?
- plaque du toit
- plaque du plancher
- corde dorsale
- (somites)
Comment les morphogènes peuvent-ils contrôler l’expression des gènes hox (facteurs intrinsèques)?
via une transduction de signal
Quelles sont les différentes voies de signalisation dans l’embryon?
- voie de l’acide rétinoïque
- voie des FGF (fibroblast growth factor)
- voie des BMP (bone morphogenetic proteins)
- voie Sonic Hedgehog (Shh)
- voie Wnt (canonique ou non)
En général, que se passe-t-il dans l’embryon lors d’une voie de signalisation?
- activation d’un récepteur
- mol intermédiaires/ activation de d’autres récepteurs
- activation ou réprimandation de l’expression des gènes via les facteurs de transcription
Qu’est-ce qui inhibent la voie des BMP?
- Noggin
- Chordin
Que permettent l’activité combinée des différentes voies de signalisation embryonnaires?
déterminent une mosaïque d’expression des facteurs de transcription au sein des cellules précurseurs durant l’induction neurale
Les gradients des morphogènes peuvent-ils varier dans le temps?
Oui, ils sont dynamiques
Qu’est-ce qui régit la dynamique des morphogènes?
l’expression spatio-temporelle de gènes régulant leur métabolisme
c’est-à-dire, la présence ou non de l’enzyme qui produit le facteur et de l’enzyme qui la dégrade
L’expression spatio-temporelle joue-t-elle un rôle dans les voies de signalisation?
Oui , tous les membres doivent être présent pour que la voie puise opérer
Par quoi est causé l’effet tératogène (c’est-à-dire l’effet de produire de malformations des embryons) de l’acide rétinoïque (AR)?
AR agit sur RAR = FTs qui régule de nombreux gènes du neurodéveloppement (dont Shh)
Qu’est-ce qui est une maladie qui est associée à la voie Shh?
Holoprosencéphalie : malformation du cerveau antérieur (mauvaise séparation des hémisphères) du à des mutations dans le gène Shh -> possible cyclopie
Quelles sont les caractéristiques d’une cellule souche?
- Indifférenciée
- Capable d’auto-renouvellement
- Possède une potentialité
Par quels processus est-il possible de produire des cellules différenciées?
- auto -renouvellement
- expansion (mitoses)
- migration
- maturation
- intégration
Comment se perd la potentialité?
Elle se perd au fur et à mesure qu’une cellule souche se différencie
Est-il possible de reprogrammer artificiellement des cellules différenciées en cellules pluripotentes?
Oui, en les exposant à plusieurs facteurs
Qu’est-ce qu’une cellule totipotente?
cellule qui est capable de se diviser et de se différencier en tous type de tissus (l’organisme au complet), incluant les tissus extra-embryonaires (placenta et sac vitellin)
Qu’est-ce qu’une cellule pluripotente?
cellule qui a la capacité de se différencier en n’importe laquelles des 3 couches germinales : donne naissance à l’organisme au complet, tous les tissus et type cellulaire
Qu’est-ce qu’une cellule multipotente?
Cellule qui se différencie en cellules présentes dans un même tissu (ex. cellules souches neurales)
Les voies de différenciations sont contrôlées par quoi?
par l’expression des gènes
- déterminent si beaucoup de cellules vont avoir une certaine fonction vs une autre
Qu’est-ce qu’une code transcirptionnel?
la combinaison des FT nécessaires pour établir l’identité des neurones
Qu’est-ce qui détermine l’identité des neurones dans la moelle épinière?
mêmes facteurs, donc
- morphogènes et dynamique temporelle et spatiale (concentration)
- expression de gènes
- facteurs de transcription
Qu’est-ce que la neurogenèse et que permet-elle?
- produit de cellules nerveuses : neurones et glie
- permet la poduction de plus de 180 milliards de neurones et de cellules gliales
Quelle est la vitesse maximale de la neurogenèse chez l’humain? Quand est-elle atteinte?
- 250 000 neurones/ min
- atteint durant le pic neurogénique
Que se passe-t-il durant la différenciation initiale des neurones et de la glie?
Les cellules précurseurs (ou cellules souches) se multiplient dans la zone ventriculaire du tube neural et produisent des neuroblastes
Qu’est-ce qu’un neuroblaste?
un neurone immature
Où se trouve les cellules souches dans la plaque du toit du tube neural?
à la surface du ventricule, donc proche de la lumière du tube neural
Qu’est-ce qu’une division symétrique des cellules souches neurales?
- 1 cellule précurseur donne 2 cellules précurseurs
- division verticale
Qu’est-ce qu’une division asymétrique des cellules souches neurales?
- 1 cellule précurseur donne 1 cellule précurseur et 1 neuroblaste
- division horizontale
Quelle est la potentialité des cellules souches neurales?
multipotente
- production neuroblastes
- capacité d’auto-renouvellement
À quoi les cellules souches neurales embryonnaires vont-elles donner naissance?
- majorité des neurones du SNC
- glie radiaire
Qu’est-ce que la glie radiaire?
cellules souches neurales embryonnaires
Expliquer les étapes de la migration intercinétique du noyau?
- G : noyau de la cellule souche neural est près de la surface ventriculaire
- S : noyau et cytoplasme migre le long de son prolongement vers la surface externe, il y a réplication de l’ADN
- G2 : noyau augmente en taille et retourne vers la lumière
- M (mitose) : rétraction des connexions avec la surface et division (symétrique ou asymétrique)
- G1 : arrêt et neuroblaste post-mitotique
Lors de la migration intercinétique, la cellule bouge-t-elle?
Non, c’est son NOYAU qui bouge
Comment est le potentiel mitotique des cellules précurseurs?
il est limité
Que régule la division cellulaire de la glie radiaire?
- la quantité de neurones produits (nombres
de neuroblastes) - leur différentiation en neurones matures (post-mitotiques)
Qu’est-ce qui détermine si une cellule précurseur va faire une division symétrique ou asymétrique ?
La signalisation Delta-Notch
Qu’est-ce que Delta?
ligand de la signalisation delta-notch
Qu’est-ce que Notch?
récepteur de la signalisation delta-notch
Comment s’opère la voie de signalisation Delta-Notch? Jusqu’à la production d’un gène.
- cellule émettrice produit Delta à sa membrane
- cellule réceptrice a le récepteur Notch à sa membrane
- liaison Delta-Notch
- clivage successifs : libère les ¢ et libère le NICD (facteur de transcription)
- NICD et co-activateurs activent l’expression des gène Hes
Quels sont les effets des gènes Hes?
- l’inhibition de l’expression de Delta
- l’inhibition de l’expression de gènes de différentiation (bHLH)
- DONC cette cellule ne se différencie pas
Expliquer l’amplification de la voie de signalisation delta-notch
dès qu’il y a une différence d’expression de delta ou de notch par une cellule,
1- L’expression de Delta active Notch autour
2- La voie Notch active l’expression des gènes Hes
3- Les gènes Hes inhibent: l’expression de Delta et l’expression de gènes de différentiation (bHLH)
» Cette cellule ne se différencie pas
4- La cellule qui exprime Delta ne reçoit pas d’activation de la voie Notch en retour
5- dans cette cellule, les gènes Hes ne sont pas exprimés (car pas de NICD/Notch)
6- donc les gènes bHLH s’expriment
7- les gènes bHLH active encore plus l’expression de Delta
» Cette cellule se différencie et inhibe la
différenciation des cellules autour
v/f initialement, toutes les cellule expriment autant delta que notch
vrai
Quel est le destin d’une cellule émettrice de Delta?
- SUREXPRESSION DE DELTA & FAIBLE ACTIVATION DE LA VOIE NOTCH :
- Pas d’inhibition de l’expression des gènes bHLH
- différentiation neuronale
Quel est le destin d’une cellule réceptrice (Notch)?
- FORTE ACTIVATION DE LA VOIE NOTCH & FAIBLE EXPRESSION DE DELTA :
- activation des gènes Hes qui inhibent l’expression des gènes pro-neurogéniques
(bHLH) - conservent des propriétés de cellules souches
Quel est l’utilité que la voie de signalisation delta-notch inhibe la différenciation de certaines cellules?
pour garder des cellules souches et pour ne pas que toutes les cellules se différencient au même moment
En ordre, quelles sont les différentes vagues de production des cellules neurales?
- neurogénèse : neurones
- oligodendrogenèse
- astrogliogenèse
Comment les neurones peuvent-ils migrer au sein du système nerveux central et se positionner au bon endroit?
- grâce aux prolongements de la glie radiaire
- guidage neuronal
- Les neurones migrent vers leur couche de destination en suivant les prolongements de la glie radiaire
Dans quel ordre sont créées les 6 couches corticales dans l’embryon?
se constituent de l’intérieur vers l’extérieur
Quel est le rôle des cellules de la crête neurale (NCC)?
- migration au sein du système nerveux périphérique
Comment se fait la migration des NCC?
- perte de leurs caractéristiques épithéliales en réduisant l’expression de protéines d’adhérence = processus de délamination
Vers où se fait la migration des NCC? Que se passe-t-il durant cette migration?
- migration en ventral
- Au cours de leur parcours, elles rencontrent de nombreux signaux qui vont peaufiner leur identité
Qu’est-ce qui détermine l’identité des NCC?
leur position ant-post le long du tube neural
Que sont les placodes crâniennes?
épaississements de l’ectoderme qui vont développer une identité neurale sous l’influence du tube neural qui induit une différenciation
De quoi sont composées les placodes?
composées de cellules ectodermiques et de cellules de la crête neurale qui forment un mésenchyme autour des placodes
À quoi participent les NCC par rapport aux placodes?
participent à la différentiation et au développement des placodes crâniennes
Qu’est-ce que la placode olfactive ; induite par quoi, donne naissance à quoi et ce qu’elle induit?
- induite par l’épithélium neural prosencéphalique
- donne naissance au nerf olfactif (nerf crânien I) et induit la formation du bulbe olfactif
Qu’est-ce que la placode cristallinienne ; induite par quoi et ce à quoi elle donne naissance?
- induite par les vésicules optiques (épithélium neural diencéphalique)
- donne naissance au cristallin
Qu’est-ce que la placodeotique ; induite par quoi, s’invagine en quoi et ce à quoi elle donne naissance?
- induite par l’épithélium neural rhombencéphalique
- s’invagine en vésicule otique
- donne naissance à l’oreille interne, notamment au nerf vestibulo-cochléaire (nerf crânien VIII)
