Identification of molecular changes during compaction in the preimplantation mouse embryo

Compaction is the first morphogenetic event essential for the formation of the blastocyst during mouse preimplantation development. It is recognized as an increase in cell-cell contact and minimizing the exposed surface area of the embryo. However, the molecular mechanisms governing compaction have not been elucidated. To identify molecular changes before and after compaction, we investigated the distribution of the actomyosin network and the E-cadherin complex, which are major regulators of cell shape. We observed a reduction of both F-actin and phospho-Myosin Light Chain II (pMLCII) at cell-cell contacts, compared to the contact-free surface after compaction, suggesting the generation of two cortical subdomains with distinct biophysical properties within a cell. E-cadherin and β-catenin were evenly distributed across the cell-cell contact and non-contact surfaces before and after compaction. However, we found an increase of α-catenin and a decrease of p120-catenin at cell-cell contacts compared to the contact-free surface after compaction. This suggests that the stoichiometry of the members of the E-cadherin complex appears to be dynamically changing. Homodimer forms of α-catenin have been shown to suppress actin polymerization by blocking ARP2/3 activity at cell-cell contacts and p120-catenin also functions in recruiting ROCK1, a Rho effector which can regulate acto-myosin contractility. We speculate that the change in distribution of α-catenin and p120 catenin would contribute to the reduction of F-actin and pMLCII at cell-cell contacts during compaction. In E-cadherin null embryos, the actomyosin network at cell-cell contacts was not lowered at the 8-cell stage. As expected, cortical localization of p120-catenin and β-catenin, both at cell-cell contacts and contact-free surface, was E-cadherin dependent. Interestingly, while α-catenin localization at the non-contact surface is E-cadherin dependent like other catenins, its localization at cell-cell contacts is E-cadherin independent. These results suggest that E-cadherin regulates the actomyosin network through canonical and non-canonical means at cell-cell contacts and the non-contact surface, respectively.Pendant le développement du l'embryon de la souris, le compactage est le premier évènement essential pour the génération du blastocyste. Nous reconnaissons le compactage par le grandissent du contact entre les cellules et la diminution du surface du l'embryon. Toutefois, on ne connaît pas le mécanisme moléculaire qui gouverne le compactage du l'embryon. Pour identifier les changements moléculaires avant et après le compactage, nous avons examiné la distribution des molécules de la groupe actomyosine et le complexe de E-cadherin-catenin, qui sont importante pour régler la forme des cellules. Nous avons observé une réduction de F-actin et le phospho-Myosin Light Chain II au contact des cellules après le compactage. Ses résultats proposent que la production de deux différents domaines corticaux dans un cellule est nécessaire pour le compactage. Nous avons aussi observé que E-cadherin et β-catenin sont également distribué autour tout le cortex, avant et après le compactage. Toutefois, nous avons aussi observé une augmentation de α-catenin et une diminution de p120-catenin au contact des cellules après le compactage. Ça nous dit que la complexe de E-cadherin-catenin change avant and après le compactage. Le forme homodimère de α-catenin étouffe l'activité de ARP2/3, qui fonctionne à la polymérisation de F-actin. P120-catenin est aussi trouver de recruté ROCK1, une molécule qui control la fonction de phospho-Myosin Light Chain II. Nous proposons une théorie que la distribution de α-catenin et p120-catenin sont responsables pour la réduction de F-actin et phospho-Myosin Light Chain II au contact entre les cellules. Les embryons mutants qui manquent du E-cadherin, (MZ)Cdh1-/-, ne peuvent pas réduire le F-actin et phospho-Myosin Light Chain II a l'étape de 8-cellules. On a aussi observé que la localisation de β-catenin et p120-catenin sont dépendons à l'expression de E-cadherin. Curieusement, la localisation de α-catenin a la contacte entre les cellules est indépendant de l'expression de E-cadherin. Au total, ses résultats proposent que le E-cadherin fonction a réglé la distribution des protéines corticale pour encourager le compactage