Cours 3 - Développement du tube neural, polarité et segmentation (complet)

Question 1

Comparer neurulations primaire et secondaire

Answer 1

Primaire : semaine 3-4 post-fécondation, développement de parties crâniales qui formeront hémisphères cérébraux, tronc cérébral, cervelet, et moelle épinière

Secondaire : semaine 5, développement extrémité caudale moelle épinière (dont régions sacrales et coccygienne

Question 2

Décrire les grandes étapes de la neurulation

Answer 2

1) Env. 19 jours : plaque neurale
2) Env. 23 jours : formation bourrelets neuraux et gouttière neurale
3) Env. 25 jours : élévation bourrelets neuraux, tjrs présence de gouttière neurale
4) Env. 28 jours : fusion des bourrelets neuraux, formation du tube neural
5) Env. 29 à 32 jours : fermeture neuropores, neurulation secondaire, fermeture complète du tube neural

Question 3

Identifier la charnière médiane et les deux charnières dorsolatérales sur le schéma de la diapo 105

Answer 3

Voir diapo 9

Question 4

Schématiser la voie moléculaire qui contrôle la distribution des charnières sur l’axe embryonnaire

Answer 4

Voir diapo 10

Question 5

Quels sont les deux phénomènes permettant la formation des charnières?

Answer 5

1) Constriction apicale des cellules neuroépithéliales

2) Extension convergente

Question 6

Expliquer le mécanisme de constriction apicale des cellules neuroépithéliales

Answer 6

1) Fines bandes circulaires de filament d’actine à jonction apicale sont au repos. Microtubules diffus dans cytoplasme
2) y-tubuline (origine de polymérisation de microtubule) non centrosomique concentré au pôle apical amorcent polymérisation de microtubules non centrosomiques.
3) Bandes de d’actine s’épaississent et se contractent par biais de myosine non musculaire et contracte la membrane apicale de la cellule.

Voir diapos 11 à 13 pour schémas

Question 7

Expliquer l’effet de l’extension convergente sur le tissu

Answer 7

Les cellules se rapprochent (convergent) sur un axe donné, ce qui cause une extension du tissu sur l’axe perpendiculaire (voir diapo 16)

Question 8

Décrire l’effet de la voie Wnt/PCP

Answer 8

Wnt entraîne l’activation de la voie de signalisation PCP qui déclenche des réarrangements cytosquelettiques à l’origine entre autres de la polarisation planaire chez drosophile et l’extension convergente chez les vertébrés.

Question 9

Vrai/Faux : Hox sont des facteurs de transcription qui peuvent réguler l’expression génique

Answer 9

Faux, ce sont les protéines codées à partir des gènes Hox qui sont des facteurs de transcription

Question 10

Expliquer les conséquences d’une élimination des gènes Hox du cerveau postérieur par le modèle des rhombomères

Answer 10

8 rhombomères dans SNC postérieur (niveau tronc environ). Chacun a fonctions spécifiques, est lié à un nerf spécifique, régulé par une expression génique spécifique.

Si Hox éliminé, rhombomères r2 à 6 pas différenciés, on obtient un seul long r1 (ce qui implique que r1 est la condition par défaut du cerveau postérieur)

Voir schémas diapos 46 et 47

Question 11

Décrire le contrôle de l’acide rétinoïque sur l’expression des gènes Hox

Answer 11

Acide rétinoïque est un facteur de transcription,

• Concentration régionale faible = expression régionale de Hox antérieurs
• Concentration régionale élevée = expression régionale Hox postérieurs, mais inhibition régionale de Hox antérieurs

Donc le gradient d’acide rétinoïque contrôle le profil d’expression des gènes Hox

Question 12

Expliquer l’hypothèse de l’activateur-transformateur de Nieuwkoop

Answer 12

Ectoderme devient le cerveau antérieur éventuel par action d’un activateur, qui neuralise et spécifie le cerveau antérieur.

Puis ce cerveau antérieur éventuel se transforme en différentes régions (mésencéphale, cerveau postérieur, moelle épinière) par l’action d’un transformateur, qui caudalise le cerveau.

Voir schéma diapo 56

Question 13

Nommer les activateurs et transformateurs de l’hypothèse de Nieuwkoop vus dans le cours

Answer 13

Activateurs (inducteurs du cours 1) : Chordin et Noggin

Transformateurs : acide rétinoïque, voie canonique Wnt/PCP, voie FGF

Question 14

Vrai/Faux : la délétion des inducteurs (activateurs) neuraux affecte surtout structures antérieures du cerveau

Answer 14

Vrai

Question 15

Quel est l’effet des inhibiteurs de Wnt (Cerebrus, dickkopf, et FrizzledB) sur le cerveau? Que peut-on conclure sur le rôle de Wnt?

Answer 15

Inhibiteurs causent formation de structures antérieures

Donc voie Wnt sert de transformateur du tissu neural en structures postérieures

Question 16

Donner l’axe du gradient de Wnt, expliquer

Answer 16

Axe antéro-postérieur, avec des concentrations plus élevées au niveau postérieur pcq est responsable de leur développement (et la locomotion plus tard)

Question 17

Quel est le rôle de la voie FGF?

Answer 17

Transformateur de tissu neural en structures postérieures, comme voie Wnt

Question 18

Nommer les deux facteurs de transcription conjoints aux transformateurs dans la segmentation du SNC, et donner leur fonction respective

Answer 18

Otx2 : spécification antérieure

Gbx2 : spécification postérieure

Question 19

Schématiser la distribution des transformateurs et des deux facteurs de transcription de segmentation du SNC, dans l’axe antéro-postérieur

Answer 19

Voir diapo 63

Question 20

À quoi sert le centre organisateur mésencéphalique? Et quels sont ses gènes effecteurs?

Answer 20

Sert d’origine au développement et à la segmentation du cerveau postérieur

Gènes Wnt1, Engrailed (En1) et FGF8

Question 21

Qu’advient-il du développement du cerveau d’une souris knockout Wnt1, En1 ou FGF8?

Answer 21

Cerveau normal, mais pas de cervelet ou mésencéphale.

Question 22

Sur le schéma de la diapo 106, identifier à quel transformateur ou facteur de transcription chaque couleur correspond

Answer 22

Voir diapo 70

Question 23

Vrai/Faux : à partir d’un moment dans le développement embryonnaire, les cellules de la plaque neurale prennent une identité régionale qui ne peut pas être modifiée par transplantation à un autre endroit de l’embryon.

Answer 23

Vrai

Question 24

Décrire le rôle de Pax dans le développement neural par le modèle des prosomères

Answer 24

6 prosomères, chacun avec identité régionale spécifique définie par expression génique spécifique. Un peu comme analogue des rhombomère
P1-P3 = diencéphale, et P4-P6 = télencéphale

Pax est un facteur de transcription qui joue un rôle dans la spécification de l’identité des différentes régions du cerveau antérieur, notamment dans l’identité spécifique de chaque prosomère en modulant leur expression génique.

Question 25

Vrai/Faux : Pax est à lui seul responsable de la formation de l’œil!

Answer 25

Faux, il fait partie d’un cocktail d’éléments qui contribuent à la formation de l’œil

Question 26

Que veut-on dire lorsqu’on parle de polarité dorso-ventrale du tube neural?

Answer 26

On parles de la ségrégation des fonctions des neurones ventraux et dorsaux de la moelle formés à partir du tube.

Question 27

Vrai/Faux : la différenciation dorso-ventrale est entre autres médiée par la notochorde, un tissu adjacent

Answer 27

Vrai

Question 28

Ou est exprimé Shh et quel est son rôle dans la polarité dorso-ventrale du tube?

Answer 28

Exprimé par la plaque de plancher et la notochorde
(Voir diapo 87)

Il s’agit d’un morphogène puissant qui ventralise (induit le développement de structures ventrales) le tube neural selon son gradient : plus il y a de Shh, plus la ventralisation est intense

Question 29

Vrai/Faux : l’état par défaut du tube neural est la morphologie ventrale

Answer 29

Faux, c’est la morphologie dorsale qui est par défaut.

Question 30

Décrire les étapes du développement de la crête neurale

Answer 30

1) Commence au stade de gastrula, spécification des bordures latérales et de la plaque neurale
2) Lorsque plaque neurale se ferme pour former tube, progéniteurs crête sont spécifiés dans partie dorsale des plis neuraux
3) Après spécification, cellules crête se décollent du tube neural (Epithelial Mesenchymal Transition, EMT)
4) Cellules migratrices de crête suivent chemins vers diverses destinations ou donnent lieu à dérivés distincts

Voir diapo 92

Question 31

Pourquoi dit-on qu’il y a un antagonisme entre les BMP et Wnt et Shh?

Answer 31

Pcq BMP et Wnt dorsalisent le tube, alors que Shh ventralise, et ce de manière concentration-dépendante pour les deux, donc dépendamment du gradient de chaque, on aura une dorsalisation ou ventralisation plus ou moins prononcée.

Voir diapo 97

Question 32

Nommer les deux facteurs de transcription qui contrôlent la spécification des régions télencéphaliques, et donner leur fonction

Answer 32

Emx2 : spécifie régions caudales

Pax6 et FGF8 : spécifient régions rostrales

TOUJOURS selon leur gradient