Projet ANR-06-BLAN-0294 – URBILATERIA : Reconstructing Urbilateria : the genetic control of early development in the annelid Platynereis dumerili
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CNRS DELEGATION REGIONALE ILE DE FRANCE SUD (CNRS DELEGATION REGIONALE ILE DE FRANCE SUD)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 200000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : L' étude de la phylogénie des métazoaires au moyen des molécules a produit des réorganisations majeures des idées sur l'arbre phylogénétique des animaux. Les bilatériens (animaux à symétrie bilatérale) forment un groupe monophylétique divisé en trois grandes branches : les deutérostomiens et deux grands groupes de protostomiens, les ecdysozoaires et les trochozoaires. Un certain nombre de similitudes frappantes dans la régulation génétique d'aspects-clé de l'embryogenèse existent entre les insectes et les vertébrés. Ces similitudes existent notamment au niveau de l'ontogenèse de structures et d'organes dont on pensait qu'ils étaient apparus plusieurs fois parallèlement au cours de l'évolution des métazoaires, tels que l'axe antéro-postérieur, la segmentation métamérique, les yeux, le système circulatoire et d'autres. Pour expliquer ces similitudes, il a été proposé que ces structures et organes étaient déjà présents chez le dernier ancêtre commun, coelomate et segmenté, des bilatériens, Urbilateria. Cette théorie stipule par conséquent que les vertébrés ont évolué à partir d'ancêtres ressemblant à des vers segmentés. De toute évidence, un effort majeur doit être entrepris pour tester plus avant la théorie controversée de l'Urbilateria complexe. Notre équipe a commencé à travailler sur l'annélide Platynereis dumerilii pour deux raisons : - les annélides sont des trochozoaires, venant en complément indispensable des modèles de développement les plus populaires, deutérostomiens (principalement vertébrés) et ecdysozoaires (nématodes et insectes). - le plan d'organisation des annélides ressemblent remarquablement au portrait-robot d'Urbilateria proposés par plusieurs auteurs. Dans l'hypothèse Urbilateria complexe, les annélides sont le groupe de bilatériens vivant le plus archaïque. Ils pourraient révéler une machinerie génétique du développement bien moins dérivée que les modèles "classiques". De plus, un séquençage génomique partiel a révélé que Platynereis possède des gènes remarquablement semblables à ceux des vertébrés en termes de structure primaire, d'organisation intronique et de composition des familles géniques. Les questions principales que nous allons aborder dans ce projet sont les suivantes : 1°) L'axe d'Urbilateria était-il construit par une zone de croissance postérieure ? La croissance postérieure de l'axe principal au cours du développement est un thème répandu chez les bilatériens. Nos résultats préliminaires nous ont permis de localiser les cellules-souches responsables de la croissance de l'axe chez Platynereis. Nous allons identifier d'autres gènes exprimés spécifiquement dans ces cellules, étudier leur prolifération et utiliser des inhibiteurs chimiques des voies de signalisation Notch et FGF ainsi que l'interférence ARN pour disséquer leur fonctionnement. 2°) Urbilateria était-il segmenté ? Nous allons disséquer les réseaux génétiques responsables de la formation des segments. Nous avons déjà montré que des gènes appartenant à trois voies de signalisation cruciales (Wnt/£]-catenin, Hedgehog et Notch) sont probablement impliqués dans la formation des segments.Nous allons explorer le rôle de ces voies en utilisant des inhibiteurs chimiques et la RNAi et déterminer les relations épistatiques entre ces gènes. 3°) Comment Urbilateria construisait-il un système nerveux ? Nous allons explorer la morphogenèse du système nerveux central de Platynereis. Ces approches nous permettront de déterminer si des cellules-souches neurales ou neuroblastes existent chez les annélides et si la morphogenèse neurale implique des délaminations ou des migrations cellulaires. Nous avons commencé une approche gène-candidat en clonant les homologues de gènes Sox, bHLH neuraux et Irx. En comparant les expressions de ces gènes avec les vertébrés et les insectes, nous espérons pouvoir déterminer quels étaient les neurogènes-clé chez Urbilateria. 4°) Urbilateria avait-il un système circulatoire et comment se mettait-il en place ? Platynerei