Découverte d’un point de contrôle du développement embryonnaire

Par Gaëlle Degrez et Céline Giustranti / Publié le 22 janvier 2015

Comment les cellules d’un embryon deviennent-elles des neurones, de l'épiderme ou des cellules sensorielles? Une équipe mixte Institut Curie – Université Paris-Sud vient de découvrir le premier point de contrôle global de ces choix stratégiques.


Anne-Hélène Monsoro-Burq. © DR

L'équipe Signalisation et développement de la crête neurale (Université Paris-Sud, Institut Curie, CNRS UMR 3347, INSERM U1021) dirigée par Anne-Hélène Monsoro-Burq, professeur à l’Université Paris-Sud, étudie la formation des structures précoces de l'embryon, notamment le système nerveux.

Un embryon se développe étape par étape à partir d'une cellule œuf. Alors que toutes les cellules portent le même matériel génétique, chaque type de cellule exprime certains gènes plutôt que d’autres, ce qui définit sa nature spécifique - sa différenciation- et assure donc la formation de cellules et organes variés. Alors que l'on commence à comprendre comment une cellule souche fait des choix et se dirige vers un type cellulaire donné, on connait mal le contrôle général de la progression du développement.

Détourner la fonction d’une enzyme du métabolisme pour contrôler le développement embryonnaire

« Dans notre dernière publication dans Nature Communications, nous démontrons l'existence d'un contrôle global du développement dorsal de l'embryon» explique l’enseignante-chercheuse.
Tout est parti d’un constat surprenant pour ces chercheurs : l'enrichissement de la protéine PFKFB4 dans les cellules dorsales externes de l'embryon, l’ectoderme, à l'origine du système nerveux, de l'épiderme et de multiples structures sensorielles.

Que faisait là cette protéine, connue pour stimuler l'utilisation du glucose dans les cellules, alors que le glucose n’est pas la source d'énergie chez les jeunes embryons de grenouille? « PFKFB4 intervient en fait dans un tout autre mécanisme que la régulation du métabolisme pour laquelle elle était connue, précise Anne-Hélène Monsoro-Burq. Elle participe à un point de contrôle moléculaire, qui autorise la spécialisation des cellules souches immatures de l’ectoderme ».

PFKFB4 n’agit pas seule. Son action est relayée par la voie de signalisation Akt, senseur de l'équilibre et de la survie de la cellule. « D’ailleurs, les effets de l’absence de PFKFB4 dans l'embryon peuvent être compensés par l’activation de la voie Akt » ajoute-t-elle.

C’est donc un mode de contrôle inédit du développement embryonnaire que vient de découvrir l’équipe d’Anne-Hélène Monsoro-Burq. Il agit globalement sur les cellules immatures, en amont des gènes qui dirigent la différenciation des cellules de l’ectoderme en cellules plus spécialisées, neurones, glie, épiderme, pigment, cartilages craniaux et de nombreux autres tissus.

PFKFB4 controls embryonic patterning via Akt signalling independently of glycolysis
Caterina PEGORARO, Ana Leonor FIGUEIREDO*, Frédérique MACZKOWIAK, Celio POUPONNOT, Alain EYCHÈNE, Anne H. MONSORO-BURQ
Nature communications, 6, doi:10.1038/ncomms6953
http://www.nature.com/ncomms/2015/150120/ncomms6953/full/ncomms6953.html

Dernière modification le 22 janvier 2015