Cours 1 - Induction neurale (complet)

Question 1

Vrai/Faux : les neurones sont peu conservés durant l’évolution

Answer 1

Faux, les neurones ont à peine changé en termes de structure, c’est la manière dont ils sont organisés qui a varié bcp

Question 2

Nommer et décrire brièvement les étapes de l’embryogenèse chez les animaux multicellulaires (vertébrés et invertébrés)

Schématiser brièvement

Answer 2

1) Divisions de clivage : prolifération de l’oeuf fécondé afin de produire une sphère de cellules (blastula)
2) Gastrulation : réorganisation des cellules de la blastula en trois couches (endo/méso/ectoderme)
3a) Induction neurale : différenciation des cellules de l’endomètre en cellules nerveuses (invertébrés s’arrêtent ici)
3b) Neurulation : invagination de la plaque neurale pour former tube neural et crête neurale (vertébrés slm)

Schéma diapo 53

Question 3

Décrire les spécificités de l’embryogenèse chez le modèle cnidaire (méduses et hydres)

Answer 3

Formation des neurones par des cellules souches situées dans la couche externe, les neurones qui en découlent s’organisent en un filet neural

Voir diapo 27

Question 4

Quels sont les avantages du modèle cnidaire?

Answer 4

Extrêmement primitif

Question 5

Décrire les spécificités de l’embryogenèse chez le modèle de C. elegans (nématode)

Answer 5

1) Divisions de clivage : reproductibles et stéréotypées d’un individu à un autre, cellules P germinales produisent cellules qui migrent vers l’intérieur embryon, et AB qui produisent “ vers l’extérieur, prolifération
2) Gastrulation : indentation sur la face ventrale
3) Induction neurale : cellules dérivées des AB (ectodermiques) sur la face VENTRALE se divisent pour devenir neurones qui migrent vers l’intérieur

Schéma diapos 30 et 31

Question 6

Quels sont les avantages du modèle de C. elegans?

Answer 6

• MODÈLE DE DÉVELOPPEMENT HAUTEMENT REPRODUCTIBLE (IMPORTANT)
• Transparent
• Nombre de cellules somatiques invariant (permet de suivre le destin de chaque cellule lors du développement pour reconstituer la lignée cellulaire)
• Structure simple
• Temps de génération (laps de temps entre œuf fécondé et adulte) rapide, 2 jours (efficace pour mutants)

Question 7

Vrai/Faux : C. elegans nous apprend surtout que les cellules épidermiques et nerveuses sont de lignée partagée

Answer 7

Vrai

Question 8

Décrire les spécificités de l’embryogenèse chez le modèle de la drosophile (arthropode, mouche)

Schématiser brièvement

Answer 8

1) Divisions de clivage : divisions nucléaires avant division cellulaire forment un syncytium au centre œuf (blastoderme acellulaire), puis noyaux migrent vers l’extérieur ou se forment les membranes plasmiques (cellularisation) pour former blastoderme cellulaire
2) Gastrulation : région ventrale blastoderme migre vers l’intérieur, forme mésoderme, délimitation de trois couches embryonnaires (endo/méso/ectoderme)
3) Induction neurale : cellules ectodermiques VENTRALES se différencient en neurones

Schéma diapos 34 à 36

Question 9

Quels sont les avantages du modèle drosophile?

Answer 9

• Temps de génération rapide
• Traçabilité génétique
• Génome et biologie hautement conservés à travers évolution
• Coût faible

Question 10

Quelles sont les caractéristiques spécifiques de l’induction neurale des invertébrés?

Answer 10

1) Induction neurale se fait à partir de la couche externe (ectoderme) de l’embryon
2) Induction neurale se produit dans la région VENTRALE de l’ectoderme

Question 11

Quelle est l’étape de l’embryogenèse chez les vertébrés non-présente chez les invertébrés?

Answer 11

Neurulation : formation du tube neural après l’induction neurale (pas non plus de plaque neurale)

Question 12

Décrire les spécificités de l’embryogenèse chez le modèle du xenopus (amphibien vertébré)

Answer 12

1) Divisions de clivage : produisent blastomères qui se divisent et forment blastula
2) Gastrulation : cellules de l’extérieur de blastula ingresse via blastopore pour produire mésoderme
3a) Induction neurale : pendant formation mésoderme, ectoderme DORSAL épaissi pour devenir plaque neurale
3b) Formation du tube neural : invagination de la plaque neurale pour former tube neural (SNC) et crête neurale (SNP)

Voir schéma diapo 41

Question 13

Quels sont les avantages du modèle du xenopus?

Answer 13

• Bcp de gros œufs faciles à manipuler
• Tolérant aux manips extensives
• Temps de génération rapide (quelques jours)
• Sort cellulaire établi (possibilité de knockout)

Question 14

Décrire les spécificités de l’embryogenèse chez le modèle du Danio rerio (poisson zébré)

Schématiser brièvement

Answer 14

1) Divisions de clivage : produisent blastomères qui se divisent et se répandent vers bas œuf pour former épibole
2) Gastrulation : cellules extérieur blastula invaginer sous ectoderme former mésoderme
3a) Induction neurale : plaque neurale se forme au-dessus mésoderme

Schéma diapos 44 et 45

Question 15

Quels sont les avantages du modèle du Danio rerio?

Answer 15

• Génome riches en homologues humains
• Temps de génération rapide
• Coût faible
• Malléable génétiquement

Question 16

Décrire les spécificités de l’embryogenèse chez le modèle de Gallus domesticus (poule)

Schématiser brièvement

Answer 16

1) Divisions de clivage : sur la surface de l’œuf, forme le blastodisque (équivalent au blastula)
2) Gastrulation : migration des cellules vers l’intérieur par la bande primitive (équivalent au blastopore) former mésoderme
3a) Induction neurale : même principe qu’autres vertébrés
3b) Formation du tube neural : même principe qu’autres vertébrés

Schéma diapo 47

Question 17

Décrire les spécificités de l’embryogenèse chez le modèle de l’Homo sapiens (humain)

Schématiser brièvement

Answer 17

1) Divisions de clivage : se passent à l’intérieur de la blastula par les cellules de la masse cellulaire intérieure, des cellules souches embryonnaire
2) Gastrulation : migration cellules externes via bande primitive, forment mésoderme
3a) Induction neurale : standard
3b) Formation du tube neural : standard

Schéma diapo 49

Question 18

Comparer l’embryogenèse vertébré vs invertébré à l’aide de schéma et remarquer les différences et similarités

Answer 18

Schéma diapo 50

Similarités : entre autres

• Ectoderme à l’origine des cellules neurales
• Invagination pour former le mésoderme

Différences : entre autres

• Invert. = invagination ectoderme ventral vs vert = dorsal
• Vert = formation d’un tube neural

Question 19

Quel est le lien entre la gastrulation et l’induction neurale? Décrire l’expérience à l’appui

Answer 19

L’ectoderme devient compétent à produire le tissu neural suite aux réarrangements tissulaires se produisant lors de la gastrulation.

On prend la blastula d’un xenopus;

• Lorsque ectoderme dorsal dissocié et cultivé in vitro AVANT gastrulation, cellules ectodermiques se différencient en cellules épidermiques
• Lorsque même chose APRÈS gastrulation, ectoderme différencie en cellules neurales

Question 20

Qu’est-ce que l’organisateur de Spemann, et son rôle

Answer 20

Lèvre dorsale du blastopore, une région de l’ectoderme dorsal;

Il induit la formation du SNC et organise l’axe du corps

Question 21

Expliquer la théorie du développement neural “par défaut”

Answer 21

Le développement de l’ectoderme en tissu neural serait la voie par défaut de développement.

Question 22

Nommer et décrire le fonctionnement des trois principaux d’inducteurs neuraux (mais sans induction mésodermique), et leur lieu d’expression

Answer 22

Noggin, Chordin et Follisatin

Inhibent l’inhibition du développement neural causée par les molécules comme activin, BMPs, TGFb et sog.

Sont exprimés dans l’organisateur de Spemann, ils

Question 23

Vrai/Faux : la théorie du développement neural “par défaut” est conservée pour les vertébrés et invertébrés

Answer 23

Vrai, mais avec l’implication d’autres facteurs et voies de signalisation

Question 24

Quelles sont les familles de molécules pouvant inhiber constitutivement l’induction neurale?

Answer 24

Activin/BMPs/TGFb/sog (homologue BMP chez mouche)

Question 25

Résumer les inductions/inhibitions du développement neural à l’aide d’un schéma

Answer 25

Schéma diapo 78 (simple) ou 79 (complexe)

Question 26

Schématiser et expliquer la voie de signalisation FGF (poule)

Answer 26

Schéma et explications diapo 82,

FGF induit la fonction de sox, donc la transcription de gènes pro-neuraux

Question 27

Quelle est la fonction des protéines de la famille sox?

Answer 27

Facteurs de transcription qui activent la transcription des gènes pro-neuraux

Question 28

Schématiser et expliquer l’interaction entre les Wnts, les BMPs et sox

Answer 28

Schéma diapo 85,

Wnts et BMPs sont des inhibiteurs de la fonction de sox

Question 29

Nommer les inhibiteurs pertinents des Wnts

Answer 29

Cerebrus, dickkopf et frizzled

Question 30

Vrai/Faux : cerebrus, dickkopf, frizzled, noggin, chordin et follisatin on tous la même fonction : inhiber l’induction neurale

Answer 30

Faux, ils inhibent tous des inhibiteurs de l’induction neurale par défaut, donc ce sont tous des inducteurs

(cerebrus, dickkopf, frizzled inhibent les Wnts ; noggin, chordin inhibent les BMPs et follisatin inhibe l’activin)

Question 31

Comment appelle-t-on un groupe de cellules ectodermiques formé juste avant la délamination, combien de cellules contient-il, et d’entre elles, combien deviendront des neuroblastes?

Answer 31

Groupe proneural;

4 à 6 cellules ectodermiques, dont une seule deviendra un neuroblaste

Question 32

Expliquer le système qui permet le développement d’une seule des cellules ectodermiques du groupe proneural en neuroblaste par opposition à plusieurs

Answer 32

La première cellule du groupe proneural commençant à se délaminer maintient son expression de A-sc et/ou atonal
(des gènes pro-neuraux dont les facteurs de transcription de type bHLH stimulent la différenciation en neuroblaste et en neurone)
et supprime l’activité génique proneurale des autres cellules de son groupe proneural. Cela s’appelle l’inhibition latérale.

Question 33

Expliquer le mécanisme d’inhibition latérale des cellules ectodermiques lors de l’induction neurale

Answer 33

Le récepteur Notch est exprimé dans toutes les cellules de l’ectoderme et toutes les cellules dans le groupe pro-neural expriment un bHLH pro-neural (ex. A-sc ou atonal)

1) bHLHs induisent l’expression du ligand Delta
2) Delta active le récepteur Notch chez les cellules VOISINES
3) Domaine intracellulaire (ICD) de Notch va se transloquer au noyau pour induire l’expression de HES
(hairy and enhancer of split-1), un bHLH « dominant-negatif »
4) HES bloque l’expression des gènes normalement ciblés par les bHLHs

Donc une cellule qui exprime un haut niveau de Delta (donc a l’activation par bHLH la plus importante) va inhiber l’expression des gènes proneuraux chez ses voisines

Voir schéma diapo 103

Question 34

Qu’est-ce que la délamination lors de l’induction neurale?

Answer 34

Séparation du neuroblaste du reste du groupe neural dont il faisait partie pour sa différenciation en neurone

Question 35

Vrai/Faux : les voies et gènes proneuraux sont conservés chez tous les animaux, à quelques différences mineures près

Answer 35

Vrai

Question 36

Voir schéma récapitulatif diapo 106

Answer 36

Reproduire en plus clair