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Biologie du Développement de Villefranche-sur-Mer

L’évolution de la voie de signalisation Wnt chez les métazoaires

   La signalisation Wnt est un des systèmes de communication intercellulaire les plus fondamentaux chez les animaux multicellulaires. Elle est requise pour la régulation d’un grand nombre de processus biologiques à la fois durant l’embryogénèse et chez l’adulte. Dans les cellules réceptrices, l’activation de la signalisation Wnt peut conduire à la mise en œuvre de plusieurs cascades moléculaires intracellulaires distinctes, dont les trois majeures sont la voie de signalisation canonique Wnt/β-caténine et les deux voies de signalisation non-canonique de polarité cellulaire planaire et calcique. A ce jour, la plupart des études menées sur la signalisation Wnt se sont focalisées sur le rôle de ces trois voies intracellulaires et leurs interactions durant le développement. Par opposition, très peu d’éléments sont disponibles concernant les mécanismes qui définissent les spécificités de reconnaissance et de liaison des protéines Wnt individuelles à leurs récepteurs apparentés Frizzled (Fzd) ou ceux conduisant à l’activation, en réponse à un couple ligand/récepteur particulier, d’une cascade de signalisation Wnt spécifique. Ce manque de connaissance affecte également la caractérisation et la compréhension plus globale des réponses biologiques en aval des signaux Wnt à la fois au niveau génomique et développemental.

 

   Dans l’équipe EvoInSiDe, notre objectif est de répondre à ces questions en utilisant des approches à la fois génomiques et embryologiques dans le cadre d’études comparatives menées sur différents modèles animaux. Nos études actuelles incluent la caractérisation des répertoires Wnt et Fzd chez une large variété d’animaux métazoaires afin de retracer l’histoire évolutive des familles de gènes Wnt et Fzd. Ce projet comprend des approches de type bioinformatique, telles que des analyses phylogénétiques, de groupement synténique de gènes, ainsi que la reconstruction d’une séquence ancestrale. En parallèle, nous cherchons également à déterminer l’ensemble des fonctions biologiques de la signalisation Wnt durant le développement de l’oursin et de l’amphioxus. Chez l’oursin, nous avons déjà établi, par exemple, les profiles d’expression spatiotemporelle de l’ensemble des gènes Wnt et Fzd de l’espèce Européenne Paracentrotus lividus. Nous avons également montré que chez cette espèce un couple Wnt/Fzd spécifique (Wnt6 et Frizzled1/2/7) est requis pour l’activation de la voie de signalisation canonique Wnt/β-caténine dans une sous-population de blastomères végétatifs et pour l’établissement dans leur descendants de la destinée cellulaire endodermique. Nous avons aussi déterminé qu’un autre récepteur Fzd (Frizzled5/8) contrôle l’initiation de l’invagination du tube digestif, et ce très probablement via l’activation de la voie de signalisation non-canonique de polarité cellulaire planaire.

 

    

   Notre but aujourd’hui est d’identifier l’ensemble des couples Wnt/Fzd formés durant le développement de l’oursin et de l’amphioxus et de caractériser leurs fonctions, en déterminant à la fois les réponses engendrées au niveau génomique et celles générées au niveau morphologique et ce aussi bien dans l’embryon que dans la larve. Ce projet révèlera ainsi une source importante d'informations sur les aspects les plus fondamentaux de la signalisation Wnt : son activation, ses gènes cibles et ses fonctions biologiques au cours du développement animal. Des comparaisons entre l’ensemble des résultats obtenus chez nos différents animaux modèles et ceux produits par d’autres laboratoires en utilisant d’autres animaux nous permettrons également d’établir in fine une feuille de route évolutive pour la diversification de la signalisation Wnt parmi l’ensemble des métazoaires.

10/01/18

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