A propos de gradients et d'oscillations: le rôle de la voie de signalisation Wnt dans la formation des somites au cours du développement embryonnaire

A fundamental characteristic of all vertebrates is the metameric organization of their body plan, best exemplified by the vertebral column. This organization originates during embryonic development and the emergence of the vertebrae precursor, the somites, which form from the paraxial presomitic mesoderm (PSM). The discovery of oscillatory transcriptional activity of the Notch-signaling pathway within the PSM supports the existence of an embryological clock, the segmentation clock, which is responsible in controlling the periodic formation of somites. Here, I present the discovery of oscillatory mRNA expression of Axin2, a target of the Wnt-signaling pathway, in the PSM. This establishes a novel link between Wnt signaling and the segmentation clock. I then describe the generation of a two-photon, real-time imaging technology that allows visualizing segmentation clock activity in realtime in living mouse embryos. This enables us to directly measure oscillation parameters in the PSM. Finally, I describe the discovery of a -catenin protein gradient in the PSM. Using conditional gene targeting experiments, we establish that this gradient controls PSM maturation and differentiation. Moreover, this gradient represents a permissive signal that allows segmentation clock activity to occur. Based on the results presented, I propose a novel model for somite formation.Une caractéristique fondamentale des vertébrés est leur organisation métamerique, visible au niveau de la colonne vertébrale. Cette organisation se met en place au cours du développement embryonnaire et l'émergence des précurseurs des vertèbres, les somites, formés à partir du mésoderm paraxial présomitique (PSM). Depuis la découverte d'une activité transcriptionelle oscillatoire de la voie de signalisation Notch dans le PSM, on propose que cette activité oscillatoire représente l'action d'une horloge embryonnaire, l'horloge de segmentation, responsable de contrôler la formation des somites de façon périodique. Dans cette étude, je présente la découverte d'une nouvelle association de la voie Wnt avec l'horloge de segmentation en décrivant l'activité oscillatoire de Axin2, une cible de la voie Wnt, dans le PSM. Ensuite, j'ai mise en place un system d'imagerie biphoton qui nous permet d'observer l'action de l'horloge de segmentation en temps réel et in vivo dans les embryons de souris. Ce système permet de mesurer directement les paramètres des oscillations. Ultérieurement je décris la découverte d'un gradient d'expression de la protéine -caténine dans le PSM. A l'aide d'expériences de recombinaisons homologues conditionnelles nous avons déterminé que ce gradient de - caténine contrôle la maturation et différentiation des cellules dans le PSM. De plus, ce gradient constitue un signal essentiel et permissif pour les oscillations de l'horloge de segmentation. En conclusion, je propose un nouveau modèle de mise en place des somites incorporant les résultats présentés