Institut Pasteur Rapport d'activité de l'unité Génétique Moléculaire du Développement

CNRS URA 1947


Responsable : BUCKINGHAM Margaret (margab@pasteur.fr)

Résumé du rapport

Nos recherches sont centrées sur l'étude de la myogenèse dans le but de comprendre comment les cellules progénitrices du muscle sont spécifiées pendant l'embryogenèse et puis une fois formées, comment les masses musculaires sont modifiées au cours de la vie foetale. En ce qui concerne le muscle cardiaque, nous nous intéressons également aux problèmes de morphogenèse du coeur.

Abstract

Our research centres on the study of myogenesis, on how muscle progenitor cells are specified in the mouse embryo and how once skeletal muscle is formed, it is modified during foetal development. Where cardiac muscle is concerned we are also interested in the morphogenesis of the heart.

Texte du rapport

L'initiation de la myogenèse chez l'embryon de la souris (S. Tajbakhsh, T. Chang, J. Hadchouel, F. Relaix, D. Rocancourt; collaboration avec G. Cossu)

Les cellules précurseurs du muscle de squelette, présentes dans les somites, sont spécifiées par les signaux provenant de tissus avoisinants, dont les membres de la famille des Wnts et Sonic Hedgehog. Dans les explants de mésoderme paraxial en culture, nous avons démontré que Wnt1 et Wnt7a augmentent la proportion de cellules Myf5+ ou MyoD+ respectivement. Ces deux facteurs jouent un rôle clé dans la détermination de cellules myogéniques ; le ciblage du gène Myf5 par un gène rapporteur nlacZ nous avait permis de démontrer que en l'absence de Myf5 et MyoD les cellules b-galactosidase+ ne se localisent pas correctement et certaines entrent dans d'autres voies de différenciation. Une analyse génétique a indiqué que Myf5 et Pax3 agissent en amont de MyoD dans la hiérarchie qui régule la myogenèse. Pax3, un facteur de type "paired/boîte-homéo" exprimé dans le mésoderme paraxial et les somites, est impliqué dans la migration des cellules progénitrices du muscle.

Actuellement, nos efforts se portent sur les gènes Myf5 et Pax3, à la fois sur leur régulation, leurs cibles, et aussi leur manipulation en tant que véhicules pour les expériences de "knock-in". Nous sommes particulièrement attentifs à l'anatomie moléculaire du somite et aux perturbations du développement spatio-temporel des cellules progénitrices du muscle.

L'expression d'un facteur de détermination myogénique, Myf5, dans le système nerveux central (Ph. Daubas, S. Tajbakhsh, J. Hadchouel)

Nous avions constaté une expression inattendue du gène Myf5 dans les neurones de certaines régions du cerveau et du tube neural chez l'embryon. Aucune conversion myogénique n'est constatée in vivo et en fait, la protéine n'est pas détectable. Les mêmes molécules de signalisation, qui jouent un rôle dans l'activation du gène dans le somite, sont en cause. Ce phénomène fournit un marqueur intéressant de certains trajets axonaux chez l'embryon et leur évolution chez l'adulte. Les expériences sont en cours, par ciblage du gène Myf5 avec une séquence "tueuse", qui devraient permettre l'ablation spécifique de ces régions et donc l'analyse de leur rôle fonctionnel.

La modulation du phénotype musculaire pendant le développement (R. Kelly, A. Cohen)

La formation des premières masses musculaires chez l'embryon est suivie pendant le développement foetal par une deuxième vague de myogenèse accompagnée de modifications dans le phénotype musculaire. Un gène de myosine MLC1F/3F nous fournit un outil pour étudier ce phénomène. Nous avons démontré que ce gène comporte deux séquences activatrices dont une dirige l'expression d'un transgène à partir de la formation du muscle chez l'embryon, et l'autre que plus tardivement pendant la myogenèse foetale. La régulation moléculaire de ce dernier fait l'objet d'études en cours. Une cassette qui renferme les deux séquences activatrices ainsi que le promoteur du gène, permet de cibler un très fort niveau d'expression dans le muscle in vivo.

La régulation de gènes cardiaques et la morphogenèse du coeur (R. Kelly, M. Lemonnier, A. Munk, S. Meilhac; collaborations avec D. Franco, A. Moorman et J.-F. Nicolas)

L'analyse de souris transgéniques qui portent différentes séquences régulatrices de myosine MLC1F/3F a révélé une régionalisation inattendue du potentiel de transcription dans le myocarde, du ventricule gauche par rapport au ventricule droit, ou de la voie efférente par rapport au reste du coeur par exemple. Ce phénomène nous intéresse à la fois sur le plan de la régulation transcriptionnelle et l'analyse des séquences et facteurs impliqués, et aussi sur le plan de la morphogenèse du coeur et l'utilisation des patrons d'expression comme marqueurs de différentes régions pendant le développement. Nous utilisons également ces souris transgéniques pour l'analyse de la cardiogenèse anormale par croisement avec les modèles murins des maladies congénitales. Certains gènes endogènes du coeur montrent une régionalisation transitoire ventricule droit/gauche pendant les modulations dans leur patron d'expression au cours du développement.

Actuellement, nous étudions la cardiogenèse précoce avec les explants provenant de lignées transgéniques qui permettent le suivi d'une région particulière sous l'influence de différentes molécules exogènes. Nous initions une analyse clonale du lignage de cellules cardiaques avec la séquence laacZ ciblée dans le gène de l'actine cardiaque. Ce dernier nous intéresse aussi dans le contexte de sa propre régulation ; une séquence activatrice courte permet de cibler un niveau d'expression spécifique au coeur embryonnaire et adulte.

Personnel de l'unité

Secrétariat de l'unité

TAISNE Myriam, IP

Chercheurs de l'unité

BUCKINGHAM Margaret, CNRS/IP
DAUBAS Philippe, CNRS
LEMONNIER Marguerite, INSERM
TAJBAKHSH Shahragim, IP

Stagiaires de l'unité

CHANG Ted, Post-doc
HADCHOUEL Juliette, Thèse
KELLY Robert, Post-doc
MEILHAC Sigolène, Thèse
MUNK Andrew, Post-doc
RELAIX Frédéric, Post-doc
SPOERLE Ralf, Post-doc (9/99)

Autre personnel de l'unité

COHEN Arlette, CNRS
ROCANCOURT Didier, IP
ROMEO Catherine, IP

Publications de l'unité

99051189
98428600
98381532
98332732
98354007

Buckingham M., & Cossu G. (1998). Myogenesis in the mouse embryo. In: Methods of Cell Biology: Methods in Muscle Biology. C.P. Emerson Jr. and H.L. Sweeney. Ed., Academic Press, Chapter 2, Vol. 52, pp 29-52.

Buckingham M., & Tajbakhsh S. (1998). Myogenic cell specification during somitogenesis. In: Cell Lineage and Fate Determination. S.A. Moody Ed., Academic Press, Chapter 41, pp 617-633.

Kelly R.G., & Buckingham, M.E. (1998). La régionalisation de l'expression de gènes cardiaques : implications pour la morphogenèse du coeur. Médecine/Sciences, 14, 1036-1044.

Tajbakhsh S., & Spörle, R. (1998). Somite development: constructing the vertebrate body. Cell, 92, 9-16.

Stanley E., Biben C., Kotecha S., Fabri L., Tajbakhsh S., Wang C.C., Hatzistavrou T., Roberts B., Drinkwater C., Lah M., Buckingham M., Hilton D., Nash A., Mohun T., & Harvey R.P. (1998). DAN is a secreted glycoprotein related to xenopus cerberus. Mech. Dev., 77, 173-184.

Houzelstein D., & Tajbakhsh S. (1998). Increased in situ hybridization sensitivity using non-radioactive probes after staining for b-galactosidase activity. Technical Tips Online: TO1600.

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