Organismes de référence pour l'étude des méca de différenciat° tissulR et les mécanismes permettant la mise en place des axes de polarité chez les organismes.

1er modèles : vertébrés car supposition de forte proximité des méca mis en jeu chez eux w ceux mis en jeu chez l'Homme.

Modèles murins (rat, souris) mais aussi qui ne st pas des mammifères : poulet, xénope.

Qlqs modèles invertébrés : l’oursin

Depuis 1950 : drosophile utilisation de plus en plus intense.

Depuis 1980 : autres modèles invertébrés comme Coenorhabditis elegans = nématode dont la durée du développement est relativement courte.

Modèles invertébrés présentent avantages par rapport aux modèles vertébrés :

• Temps de développement court. Can suivre tout le temps embryonnaire en quelques jours. Ex : développement de la drosophile dure 24h, pour obtenir une mouche : 15 jours.
• Organismes produisant descendance à fort effectif --> multiplie les données.
• Organismes dont le génome est simple --> facilement manipulable. Ex : drosophile = 3 chromosomes

Nombre d’invertébrés présentent, jusqu’au stade larvaire, des tissus transparents --> facilite le suivi des lignages cellR.

Drosophile = insecte diptère w une paire d'ailes développées et une vestigiales appelées haltères, st gonochoriques (ind. mâles et femelles).

L'organisme femelle a une paire d'ovR formé par succession de loges = chambres ovulaires (CO). Extrémités des ovaires : massif cellR dense formé de cell souches, enZ = germanium. OvR débouchent ds un oviducte unique qui descend jusqu'à utérus connecté à 2 spermathèques où st stockés spermatozoïdes après accouplement. Ces spermatozoïdes st délivrés discrètement après chaque ovulat° --> droso s'accouple qu'une seule fois.

À chaque cycle ovarien, 1 cell souche de l'apex de l'ovR réalise mitose --> 2 cell filles. l'une régénère le pool de la cell souche, l'autre = cystoblaste s'engage ds la ≠ciat° ovulR. Cystoblaste subit 4 mitoses --> 16 cell dont 15 nourricières et un ovocyte en positi° centrale. enZ forme CO délimitée par couche épithéliale appelée cell folliculR.

Cell nourricières et ovocyte communiquent grâce jnctn GAP qui permettent délivrance des ARNm et lipides produits par cell nourricières à l'ovocyte. Au cours de la maturat° de la CO, elle sera repoussée vers la base de l'ovR par format° de nvlle chambre ovulR à l'arrière de celle-ci. La CO va croitre et ovocyte perd sa positi° centrale pr migrer sur un pôle de la CO. Une fois ovocyte entre contact w cell folliculR, il se retrouve progressivement englobé par couche folliculR qui l'isole des cell nourricières. enZ = follicule mature. C'est sous cette forme qu'il sera pondu ds oviducte.

Cell folliculR synthétise paroi épaisse = chorion autour de l'ovocyte. Chorion est percé d'un petit orifice = micropyle. Par ce mycropile pénètre le spermatozoïde lors de la fécondat°. Mycropile marque l'emplacement de la future région antérieure de l'embryon. Après fécondat°, ovocyte fécondé forme autour de lui une mb vitelline qui emêche tt nvlle pénétrat° d'un nouveau spermato --> garanti monospermie du zygote.

Zygote formé = hololécithe-centrolécithe : charge vitelline importante et concentrée ds partie centrale du zygote. Petite couche de cytoP subsistera sans vitellus = périplasme. Ds région postérieure : strucT dense formée de riboprot qui forme oosome. Cette strucT contrôle format° des futures cell germinatives. Ds zygote : champ chromosomique en métaphase intégré ds vitellus, ce qui va conditionner la suite du dvpmnt.

1m30s après fécondat°, segmentat° débute = division des noyaux de l'embryon sans format° de nvlles cell (caryodiérèse).

À la 9ème division nuclaire, majorité des noyaux migre ds périplasme. Qlq noyaux substistent ds vitellus et forment noyaux vitellins qui dégénèreront à terme.

À ce stade : embryon = blastoderme syncitial. Ts les produits émis par un noyau migrent ds volume embryonnR et vt agir sans contrôle sur n'importe quel autre noyau.

À la 10ème division nucléaire, noyaux localisés ds oosome s'isolent les uns des autres grâce format° d'une mb P. Ces cell vt sortir du volume embryonnR et formeront ds la région postérieure un petit amas de cell polR = futures cell germinatives.

À la 13ème division nucléaire, embryon formé d'env 6000 cell. La strucT embryonnR va cellulariser. La mb P de l'embryon forme doigts d'invaginat° btw each noyau --> isole each noyau et forme cell. Petite interrupt° mbR à la base des cell substistera --> maintenir contat permanant w vitellus. À ce stade, produits émis par un noyau st contraints par la mb P nvllment apparue. À ce stade, les produits n'agissent à distance que grâce à l'exocytose de ce produit et sa reconnaissance par un R mbR.

Une fois blastoderme cellR formé, 3h30 après fécondat°, vitellus sera digéré. Ceci laisse apparaitre cavité interne = blastocoele.

--> La blastulation est terminée.

Au début de la gastrulat°, observat° des territoire présomptifs :

• Face ventrale : mésoderme
• Faces latérales : ecto-neuroderme, à l'origine du tégument
• Face dorsale : amnio-séreuse, forme enveloppe autour de l'embryon pr qu'il puisse se dvlper ds environnmnt aqueux
• Extrémités : endoderme, à l'origine du tube digestif

Gastrulat° débute par format° invaginat° du mésoderme en posit° ventrale. Celui-ci pénètre ds embryon et s'étale sur plancher ventrale du blastocoele. Endoderme antérieur et postérieur vt former doigts d'invaginat°. Ceux-ci vt ds embryon, se rencontrent et fusionnent ds la région médiane. L'invaginat° de l'endoderme postérieur entraine à l'intérieur de l'embryon les cell polR. Pndnt organogenèse, cell polR quittent tube digestif pr pénétrer ds les gonades.

Gastrulat° est complète suite à invaginat° ds la région médiane de l'ecto-neuroderme. Ceci forme lame de cell coincées en position ventrale btw future tégument et mésoderme. Cette lame sera à l'origine de la chaine nerveuse ganglionnR.

Organogenèse = étape de régionalisat° de l'embryon même si celle-ci débute dès l'ovogenèse par des signaux molR. Régionalisat° corporelle apparait grâce à la format° de segments. Cette format° se fait en 2 étapes :

• Format° de segments partiels = para-segments. il y en a 14 et préfigurent la segmentat° définitive.
• Segments définitifs apparaissent en s'intercalant btw para-segments qui eux disparaissent.

Une fois segments formés, il faut leur donné une identité anatomique propre. Cette ≠ciat° permet d'obtenir des régions corporelles distinctes aux plans anatomique et morphologique.

Pndnt dvpmnt, grande gamme de gènes st mis en jeu pr dvpmnt de la droso. Parmi les 1er identifiés : gènes ,contribuant à la mise en place des axes de polarité corporelle. On peut distinguer 2 groupes de gènes en fnctn du stade auquel ils st mis en jeu :

• Gènes à effet maternel : gènes transcrits avant fécondat° au sein de l'organisme maternel. Leur produits ARN st collecté par l'ovocyte. TRADUCT° APRÈS FÉCONDAT°, DONC GÈNES S'EXPRIMENT APRÈS FÉCONDAT°. Les produits de ces gènes contrôle transcript° des gènes zygotiques.
• Gènes zygotiques : gènes exprimés ds le zygote. Transcript° de ces gènes après fécondat°. 4 groupe de gènes zygotiques qui fonctionnent séquentiellemnt :
• Le groupe des gènes GAP : utilisent les signaux formés par les gènes à effet maternel pr délimiter de grandes régions corporelles qui préfigurent la tête, le thorax et les régions abdominales.
• Les produits des GAP activent les gènes pair-rule : forme des para-segments. Crtn gène assurent format° des para-segments impairs, d'autres gènes assurent format° para-segments pairs.
• Les produits des pair-rule activent les gènes de polarité segmentR : permettent positionnement des segments définitifs.
• Gènes sélecteurs ou homéotiques : attribuent à chaque segment une identité propre.

Ces gènes st les premier à intervenir au cours du dvlpmnt. St portés par l'orga maternel et leur produits st transmis à l'ovocyte ou st directement produits par l'ovocyte. Ont été identifié grâce à leur mutat°. Qd on en mute un, cette mutat° n'a pas d'effet sur l'orga qui a subi une mutat° mais sur sa descendance. Ce phénomène n'apparait que si la mère est mutée et n'apparait pas si le père est muté. Ajrd, on sait que 57 gènes à effet maternel st impliqués ds la polarité corporelle. Une 30aine st mis en jeu ds acquisit° de la polarité antéro-postérieure.

Les gènes à effet maternel forme ds embryon des signaux qui permettent d'id les grandes régions corporelles de l'embryon : antérieure, postérieure et les extrémités.

• Le compartiment antérieur est spécifié par 2 gènes principaux :
• Le gène bicoïde ("2 queues")
• Le gène hunchback ("cul coupé")
• Le compartiment postérieur est spécifié par les gènes nanos et le gène caudal
• Les extrémités antérieure et postérieure st identifiées grâce aux produits du gène torso.

1er gène à effet maternel impliqué ds polarité antéro-postérieure : bicoïd.

Individu sauvage : dvpmt embryon drosophile aboutit à format° d’une larve segmentée présentant 3 régions corporelles distinctes :

• La tête : formée de 4 premiers segments métamériques et de l’acron. Cette région est reconnaissable car porte dans sa partie ventrale des stylets mandibulaires.
• La tête est suivie du thorax : formé des 3 segments métamériques suivants. Each segment thoracique présente 1 paire de bourgeons appendiculaires sur face ventrale.
• A la suite du thorax : l’abdomen : formé des 8 derniers métamères + le telson. Le dernier métamère présente un clapet anal et une paire de spiracles (siphons respiratoires).

Bicoïd

Orga femelle : mutat° gène bicoïd pr obtenir un orga mutant homozygote --> descendance de cet orga muté présentera altérations morphologiques : absence de tête et des segments thoraciques --> st remplacés par de nouveaux segments abdominaux portant à l’extrémité antérieure des spiracles partiellement altérés et un clapet surnuméraire.

--> Expérience montre que gène bicoïd est impliqué dans la #ciation des régions antérieures.

Série d’expériences : comprendre mécanismes impliqués dans la fnct° du gène bicoïd.

• 1ère expérience : prélever extrait cytoplasmique ds région antérieure d'un l’embryon sauvage et l'injecté ds région antérieure d’un embryon mutant bicoïd. On constate que mutant bicoïd injecté dvlp ds région antérieure des structures caractéristiques de la tête. --> Montre qu’il existe dans ce cytoplasme antérieur des signaux permettant le rétablissement partiel du fnctnnmt du gène bicoïd.
• 2nd expérience : injecter extrait cytoplasmique antérieur d’un embryon sauvage ds région médiane d’un embryon mutant bicoïd. On constatera le dvpmnt de structures typiques de la tête au niv du point d’inject°, + de part et d’autre du point d’inject°, apparait des structures typiquement thoraciques. --> Montre contenu de extrait cytoplasmique est nécessaire et suffisant pr le dvpmt de la tête.

Après purificat°, on a pu isoler les # prot contenues dans extraits cytoplasmiques. La capacité à dvlper une tête est assurée par une seule prot : la protéine bicoïd.

Produits du gène bicoïd st impliqués ds dvpmt des régions antérieures de l’embryon (la tête). Comprendre leur implication : on a marqué les ARNm bicoïd et les prot bicoïd à # stade de dvpmt. On peut distinguer 2 étapes :

1. Avant fécondat°, ARNm bicoïd ds ovocytes uniquement (pas ds spermatozoïdes), et les prot bicoïd sont absentes. Aussi, ARNm st strictement localisés sur un pôle de l’ovocyte, au niv de future région antérieure de l’embryon. Cette loc ds ovocyte est liée à la présence de prot de séquestration appelées swallow et exuperentia. Ces prot st fixées sur cytosquelette sous mbR et fixent la région 3’ des ARNm bicoïd. Ces ARNm conserveront cette loc même après la fécondat°.
2. Après fécondat°, prot bicoïd est traduite à partir de ces ARNm. Prot bicoïd = prot cytosoluble qui forme ds embryon un gradient de C° antéro-postérieur. Existence de ce gradient de C° est liée à la faible demi-vie de la prot bicoïd : environ 30min. Elle va se dégrader au fur et à mesure de sa diffusion vers le pôle postérieur. Ainsi, au niv de la région postérieure, il ne subsiste plus que quelques traces de la prot bicoïd.

--> Intensité du signal bicoïd qui détermine la régionalisat° corporelle de la larve.

Gène bicoïd = gène à homéoboite = va coder pr une prot à homéodomaine. Un homéodomaine = région de la prot qui lui permet d’interagir w l’ADN. Ainsi, prot bicoïd joue rôle de facteur de transcript° et can activé la transcript° des gènes impliqués dans le dvpmt de la tête. Activité de bicoïd est complétée par d’autres gènes.

Gène nanos

Mutat° orga femelle pr gène nanos --> descendance de morphologie anormale : absence grand nombre de segments abdominaux : le dernier segment abdominal est quasiment accolé au thorax. Si on marque les produits du gène nanos : les ARNm st retrouvés ds ovocyte et ds embryon, spécifiquement ds région postérieure de la cell, séquestrés en étant fixés sur le cytosQ par des prot d’encrage. Les gène Tudor et Vasa st impliqués ds la product° de ces prot d’encrage. La prot nanos n’apparait qu’après fécondat°. Elle forme alors gradient de C° postéro-antérieur (inverse que sur la photo).

Contrairement à bicoïd, la prot nanos ne présente pas d’homéodomaine mais une région lui permettant de se fixer sur des ARNm. La cible de la prot nanos : l’ARNm Hunchback.

ARNm Hunchback produit avant fécondat° et se répartit de manière homogène ds ovocyte. Après fécondat° de cet ovocyte, ARNm hunchback est traduit. Cependant, cette traduct° va être inhibée par la prot nanos qui se fixe sur ARNm hunchback en formant complexe condensé appelé : pumilio. Ainsi, ds région postérieure embryon, là où la C° de prot nanos est max, la traduct° de prot hunchback est impossible. Au contraire, ds la région antérieure, absence de prot nanos autorise la traduct° de ARNm hunchback et donc permet format° de la prot. Il se forme ainsi un gradient de prot hunchback antéro-postérieur.

Autre gène à effet maternel contribue au balisage de la région postérieure de l’embryon : gène caudal. Comme pour hunchback, gène caudal produit un ARNm avant fécondat° qui se répartit ds ovocyte de manière homogène. Après fécondat°, l’ARNm caudal est traduit. Cependant, cette traduct° sera réprimée par prot bicoïd. Compte-tenu du gradient antéro-postérieur de la prot bicoïd, il se formera un gradient postéro-antérieur de prot caudales.

Ts ARNm impliqués ds polarisat° antéro-postérieure et produits avant fécondat° st synthétisés par les cell nourricières. Une fois produits, ils st transférés jusqu’à ovocyte par les jonct° GAP.

Ts gènes précédemment cités jouent rôle fondamental ds format° et localisat° des segments métamériques de l’embryon. Cependant, ce st d’autres gènes qui vt intervenir ds format° des segments initiaux et terminaux de l’embryon.

Gène impliqué ds format° des extrémités larvaires : gène torso. Mutat° du gène torso chez un ind. femelle : descendance privée de stylets mandibulaires et donc des régions les + antérieures de la tête et privée du spirale et du clapet anal (pas bouche et d’anus).

Les mécanismes mis en jeu par l’act° des produits du gène torso st # des autres produits à effet maternelle la polarité antéro-postérieure.

Pndnt ovogenèse, gène torso code pr R mbR qui sera exprimé sur tt la surface ovocyte. À la fin de l’ovogenèse, ovocyte migre sur un pôle de la chambre ovulR et se retrouve entouré de cell folliculR. Les cell folliculR localisées aux extrémités antérieures et postérieures du follicule vont produire une prot diffusible : pole-hole. Cette prot est un ligand spécifique du R torso. Son activité sur R torso sera restreinte aux extrémités du follicule car sa très faible demi-vie limite sa diffusion. L’activat° du R torso permet mise en oeuvre d'un signal de transduct° et l’activat° facteurs de transcript° : facteurs ERB ou CREB.

De nbreux gènes à effet maternel ont été identifiés et leur mutat° provoque perte de polarité dorso-ventrale, soit en transformant le dos en ventre (embryon est ventralisé), soit en transformant le ventre en dos (embryon est dorsalisé).

1er gènes identifiés : gène Spätzle et gène dorsal (mais impliqué ds la format° de la partie ventrale et non dorsale).

Définit° de la polarité dorso-ventrale débute avant fécondat°, pndnt ovogenèse. À la fin de l’ovogenèse, cell folliculR qui entourent ovocyte produisent grand nb de prot qui s’accumulent btw cell folliculR et mbP de l’ovocyte. Zone d’accumulat° = espace péri-vitellin. 3 prot st particulièrement impliquées ds protéines dorso-ventrale : la prot snake, easter, spätzle. La prot spätzle se répartit de manière uniforme autour ovocyte, tandis que les prot snake et easter se concentrent ds moitié ventrale du follicule en formant complexe w prot de séquestration : GD.

Après fécondat°, snake est clivée et acquière activité sérine-protéase (= coupe des prot en 2 là où il y a bcp de sérine).

Cette activité protéolytique de snake à pr cible la prot easter, qui sera a son tour clivée.

Clivage de prot easter lui permet d’acquérir activité sérine-protéase. Cible de l’activité easter = prot spätzle, qui est a son tour clivée.

Compte-tenu de la loc de snake et de easter, seules les prot spätzles localisées sur la future région ventrale embryon seront activées.

La prot spätzle activée a une faible demi-vie et va diffuser vers la région dorsale en générant gradient de C° ventro-dorsal. Prot spätzle activée est un ligand qui se fixe sur le R Toll.

Les R toll st exprimés sur surface de embryon et leur niv d’activation dépend des C° locales de prot spätzles activées. Ceci forme gradient d’activité du R toll ventro-dorsal. Cette phase d’activat° du R toll intervient alors que les noyaux embryonR ont migré à périphérie embryon. L’embryon n’est pas encore cellularisé : stade du blastoderme syncitial.

Qd R toll est activé par spätzle --> provoque signal de transduct° qui active « une prot cytopQ : dorsale ». Cette activat° permet à prot dorsale cytopQ d’être transloquée ds noyau.

Avant activat° du R toll, prot dorsale intra-embryonR à loc strictement cytopQ. Elle existe sous forme d’un complexe associant prot dorsale à couple protéique : cactus.

Suite à activat° du R toll, région intracellR du R acquière fonct° kinase. Elle phosphoryle couple protéique : pelle-tube. Cette phosphorylat° entraine découplage de ces prot et expose sur prot pelle un domaine kinase. La prot pelle va phosphoryler couple dorsal-cactus et entrainer découplage de ces prot. La protéine cactus est dégradée, et le volume résiduel de la prot dorsale lui permet de passer par les pores nucléR et ainsi d’être transloquée ds noyau.

Prot dorsale = facteur de transcript° qui régule activité de gènes zygotiques. Ainsi, la prot dorsale active transcript° des gènes snail et twist. La prot dorsale réprime par ailleurs la transcript° de 2 gènes :

·     decaPentaPlégic (dpp)

·     Zerknüllt (zen)

Polarité embryonR apparait avant fécondat° grâce à format° de signaux ds ovocyte produit pndnt ovogenèse. Cette polarisat° de ovocyte est constatable précocement lors de maturat° des chambres ovulR.

En effet, au cours de leur maturation, l’ovocyte, qui a initialement une loc centrale, migre ds la chambre ovulaire et s’applique sur l‘une de ses extrémités.

Région par laquelle s’accole ovocyte sur paroi de la chambre ovulR = future région postérieure de l’embryon. L’autre pôle = région antérieure.

Apparition de cette polarité implique signal émis par prot Gurken. Prot Gurken est produite par ovocyte. Sa demi-vie est extrêmement faible --> exprimée sur un lapse de temps n’excédant pas 2 à 3 minutes.

prot gurken = prot transmbR. Très faible demi-vie --> ne pourra s’exprimer à la surface de l’ovocyte que ds régions où le RE et appareil Golgi st accolés à la mbP.

Pndnt migra° ovocyte ds chambre ovulR, noyau de ovocyte migre vers région postérieure de ovocyte --> il permet de localiser le RE et appareil Golgi à proximité de la mb postérieure.

Ainsi, ds cette région restreinte (= pôle postérieur), prot gurken est exprimée à surface de ovocyte. Prot gurken va alors interagir w des R portés par les R folliculR. C’est le type de R Torpedo.

L’activat° du R torpedo génère signal postériorisant.

Cell folliculR, définis comme postérieures, émettent signal en retour sur ovocyte, ce qui va réorganiser son cytosQ.

Cette réorganisat° va générer des faisceaux µtubulR qui s’étendent de la région antérieure vers région postérieure de ovocyte en tapissant espace sous-mbR.

Cette polarisat° du cytosQ a 2 effets :

• Contribue à localiser et séquestrer les ARNm pénétrant ds ovocyte.

Par exemple :

ARNm bicoïd qui est produit par cell nourricières, pénètre après sa transcrip° ds ovocyte via jonct° GAP. En pénétrant dans ovocyte, ARNm bicoïd intéragit w pôle antérieur des µtubules et sera immédiatement séquestrer par prot d’encrage swallow et exuperentia.

ARNm nanos pénètre ds ovocyte, intéragit w pôle antérieur des µtubules, et est pris en charge par prot motrice : la dynéine. Grâce à dynéine, ARNm nanos remonte faisceau µtubulaire jusqu’à région postérieure et s’y accumuler.

--> Grâce à ce phénomène que ARNm bicoïd et nanos acquièrent une loc restreinte ds ovocyte et ds embryon.

• Assurer migrat° guidée du noyau. Ainsi, une fois µtubules polarisés,

noyau commence à migrer le long du faisceau µtubulaire, de la région postérieure vers région antérieure de ovocyte. Parallèlement à migrat° du noyau, signal gurken se déplace le long de mb de ovocyte et induit au passage de nvlles cell folliculR, qui seront déterminées comme cell folliculR dorsales et seront désormais incapables d’exprimer les transcrits des gènes snake et easter.

2. Les gènes zygotiques

= gènes du dvpmnt dont transcript° est régulée après fécondat° par les produits des gènes à effet maternel. Produits des gènes à effet maternel régionalisent grossièrement embryon # produits des gènes zygotiques qui affine progressivement ces signaux. Comme période pré-fécondatoire, mécanismes mis en jeu par gènes zygotiques seront # pour la polarité antéro-postérieure et pour la polarité dorso-ventrale.

Polarité dorso-ventrale s’établit grâce au gradient de C° intra-nucléR de protéine dorsale, en spécifiant des frontières pour le dvpmnt des futurs tissus de embryon.

Le long de axe ventro-dorsal, on rencontre 4 tissus # :

-      Mésoderme : tissu le + ventral (forme couche sur tout le ventre) et est induit par une très forte C° de la prot dorsale intra-nucléR.

-      Ecto-neuroderme : ds régions ventrolatérales, à l’origine du tégument et SN. Est induit par une C° modérée de prot dorsales intra-nucléR.

-      Ectoderme : ds régions dorsolatérales, à l’origine des couches sous-épidermiques du tégument. Est induit par des C° faibles de prot dorsale intra-nucléR.

-      Amnio-séreuse : ds région dorsale de embryon, à l’origine des annexes embryonR et qui est formée en absence de prot dorsale intra-nucléaire.

Existence seuils de C° de prot dorsales intra-nucléR au-delà desquelles identité tissulR est modifié. Cette modif de l’identité tissulaire est provoquée par expression de gènes zygotiques spécifiques.

Ds région la + ventrale de embryon, existe C° max de prot dorsales ds les noyaux. Cette C° très forte est détectée par promoteurs présentant faible affinité pr prot dorsale et par promoteurs présentant une forte affinité pr prot dorsale. Gènes twist et snail présentent promoteurs à faible affinité pr prot dorsale et pourront donc être transcrits ds cette région. Ces 2 produits, twist et snail, permettront la #ciation de cette région en mésoderme.

Ds région ventrolatérale, C° de prot dorsales intra-nucléR est + faible et n'est plus détectable par gènes présentant promoteurs à faible affinité pr prot dorsale. Ainsi, transcript° des gènes twist et snail devient impossible ds cette région. Seuls les gènes présentant un promoteur à forte affinité pr prot dorsale pourront être transcrits ici : cas du gène rhomboïd.

Le produit rhomboïd entraine la #ciation de cette région en ecto-neuroderme. Potentiellement, gène rhomboïd peut aussi être exprimé ds région la + ventrale de embryon. Cependant, présence de prot snail bloque transcript° de rhomboïd.

Ds régions dorsolatérales, les C° de prot dorsales deviennent tellement faibles qu’elles autorisent expression de gènes normalement réprimés par la prot dorsale : cas du gène dpp. Cependant, à ce niv, certains gènes restent encore réprimés par présence de prot dorsale : cas du gène zen, dont le promoteur présente très forte affinité pr prot dorsale. Gène zen ne peut être exprimé qu’en absence complète de prot dorsale au niv de la phase dorsale de embryon.

Après fécondat°, polarité antéro-postérieure de embryon se dessine progressivement grâce à apparit° d’une segmentat° corporelle qui se spécialise par la suite. Ce phénomène se déroule en plsr temps et implique plsr séries de gènes zygotiques chaînés les uns aux autres. Dans le cas de la construct° de segmentat° de l’embryon, 3 séries de gènes zygotiques impliquées :

• Gènes GAP : produits d’expression dessinent de larges régions qui prédestinent certains segments à certaines #ciation tissulaires.
• Gènes pair rule : leur profil d’expression devient périodique (se répéter le long de l’axe antéro-postérieur), et permettent de dessiner à surface de embryon une 1ère segmentat° appelée parasegmentat°.
• Gènes de polarité segmentR : conservent un profil d’expression périodique et permettent de positionner limites antérieures postérieures des segments définitifs.

Les gènes GAP

= 1er gènes zygotiques impliqués ds régionalisat° antéro-postérieure.

Leur transcript° est régulée par les produits des gènes à effet maternel et + particulièrement par prot bicoïd.

Ces gènes sont appelés GAP car leur mutat° provoque lacune corporelle = absence d’une sect° du corps. Sections manquantes suite à mutat° correspondent à la zone d’expression du gène. Ainsi, ces gènes s’expriment généralement sous forme de bandes d’expression impliquant une 10aine de noyaux de largeur. Chaque gène est exprimé sous forme de 1 ou 2 bandes d’expression.

Exemples :

1. Gène Giant présente 2 bandes d’expression : une localisée btw tête et thorax de embryon, l’autre localisée au milieu de l’abdomen.
2. Gène kruppël s’exprime sous forme d’1 seule bande d’expression localisée ds zone médiane de embryon.

1 gène GAP fait except° à cette règle : Gène Hunchback --> s’exprime ds tt la moitié antérieure de embryon.

Les produits de ces gènes, ARN comme prot, présentent demi-vie très faible --> produits à proximité du noyau où le gène s’exprime puis diffuse autour de ce noyau, sur une distance très courte. Ainsi, zones de diffusion des prot GAP correspondent +/- aux zones d’expression des gènes GAP.

Juste après fécondat°, prot bicoïd synthétisée pénètre ds les noyaux et active la transcript° d’un 1er gène GAP : gène hunchback. Ainsi, zone d’expression du gène hunchback correspond +/- à la zone occupée par prot bicoïd ds embryon. Prot hunchback produite régule, w la protéine bicoïd, expression des autres gènes GAP. 

Cas gène Kruppël. Sa transcript° est activée par présence de prot bicoïd et par des C° modérées de prot hunchback. Par contre, transcript° gène kruppël est réprimée par de fortes C° de prot hunchback. Ainsi, ds la moitié antérieure de embryon, gène kruppël n'est pas transcrit car les C° de prot hunchback st trop fortes. Ds la moitié postérieure de embryon, transcript° kruppël est impossible car les C° des prot bicoïd et hunchback st trop faibles. Ainsi, transcript° kruppël est possible que sur une bande médiane, là où bicoïd est présent et là où hunchback est en C° modérée.