Morphologie de l'embryon

Nous utilisons les avantages de l’embryogenèse précoce d’ascidie pour étudier le contrôle de 1) le nombre de cellules, 2) la taille des cellules et 3) le positionnement des cellules dans l’embryon et comment ces trois mécanismes cellulaires sont utilisés pour générer la forme de l’embryon de stade blastula. Alors que la dépendance temporelle de la division cellulaire définira le nombre de cellules, les aspects spatiaux de la division cellulaire (taille et position) reposent sur une biomécanique cellulaire complexe et des mécanismes intracellulaires positionnant le fuseau mitotique. Nous avons découvert récemment que le moment de la division cellulaire informe la position des cellules via des changements dépendants du cycle cellulaire de la tension cellulaire et de l’adhésion cellulaire.

• Nombres de cellules

Nous avons constaté que le nombre de cellules est contrôlé avec précision de telle sorte que tous les embryons d’ascidies présentent un stade de 24 cellules. Cette asynchronie est maintenue (au stade 44 cellules) et amplifiée donnant lieu à une gastrula à 112 cellules. Nous avons montré chez les ascidies que le remodelage du cycle cellulaire dépend d’un réseau de régulation génique contrôlé par la b-caténine (McDougall et al, 2012 ; Dumollard et al., 2013).

Dumollard et al., 2013

• Taille des cellules

Nous avons étudié comment la division cellulaire inégale (UCD) est contrôlée dans l’embryon d’ascidie. Nous avions précédemment montré que l’UCD dans les embryons de Phallusia se produisait en raison de l’attraction d’un pôle du fuseau vers une structure corticale appelée CAB (pour centrosome-attracting body) pendant la prométaphase jusqu’à l’anaphase (Prodon et al., 2010, McDougall et al., 2015 ). Nous avons ensuite constaté que la dépolymérase des microtubules appelée Kif2 est localisée au CAB et est impliquée dans la réduction de la taille de l’aster proximal facilitant ainsi la traction du pôle du fuseau vers le CAB (Costache et al., 2017). En termes de mise en forme de l’embryon entier, l’ablation CAB radialise complètement l’embryon, indiquant que l’UCD affecte la forme de tous les blastomères dans l’embryon précoce.

Costache et al. 2017

Dumollard et al., 2017

• Positionnement des cellules

Récemment, nous avons découvert qu’un mécanisme de détection de la forme apicale fonctionne pour aligner tous les fuseaux parallèlement à la surface extérieure (apicale) de l’embryon, en les orientant dans l’axe le plus long de chaque cellule dans le plan apical (à l’exception des fuseaux orientés par le CAB) (Dumollard et al., 2017). De plus, la relaxation de la tension corticale apicale pendant la mitose permet une division cellulaire orientée selon la tension, reflétant l’importance des tensions/forces à l’échelle de l’embryon dans l’embryon ascidien (Godard et al 2020). Curieusement, les divisions cellulaires axées sur la tension dépendent de l’asynchronie du cycle cellulaire qui crée une tension corticale différentielle entre des cellules interphasiques rigides de des cellules mitotiques molles et (Godard et al., 2020) Une telle asynchronie du cycle cellulaire conservée fournit une explication biologique cellulaire partielle du modèle de clivage invariant des embryons d’ascidies qui a été élégamment décrit par Conklin il y a plus d’un siècle (Conklin, 1905).

Position des cellules

16-32 cell spindle rotation