1) Spécification des feuillets embryonnaires

L'oeuf de Xénope:

Au départ il possède un axe de symétrie (pôle animal contenant de l'ectoderme et pôle végétatif contenant de l'endoderme). Elle disparaît avec la spécification d'un côté dorsal de la bastula.

Endoderme et ectoderme sont spécifiés par des facteurs maternels, alors que le mésoderme est induit par l'interaction endo-ecto. Si cette interaction se fait du côté du dos on obtient : chorde, muscle et tube neural; s'il se fait du côté du ventre on obtient : épiderme, mésenchyme et cellules sanguines). Ils se forment donc des tissus ectodermiques (en rouge) et mésodermiques (en vert).

L'induction du mésoderme ne peut se faire que pendant 7h entre la 4ème et 11ème heures après fécondation.

2) Expériences

• de Nieuwkoop (1970)

On met en contact et on cultive des cellules végétatives et cellules de la coiffe animale. Après 3 jours, on trouve dans la masse cellulaire des parties isolées du tissu embryonnaire qui impliquent une induction du mésoderme --> prouve qu'il faut une interaction entre ecto et endo pour produire du mésoderme.

• de Dale et Slack (1987)

On prend des cellules du centre de Nieuwkoop de l’embryon donneur qu’on greffe dans une autre région végétative del’embryon hôte!: nous voyons qu’il y a un dédoublement de l’axe. Les cellules greffées émettent des signaux et contribuent au développement des tissus endodermiques mais non aumésoderme et aux tissus neuraux du second axe. Le centre Nieuwkoop est situé dans la région dorso-végétative, il induit l’organisateur de Spemann dans la zone marginaledorsale qui détermine les dérivé mésodermique et dorsalise l’embryon.

Les signaux provenant de la région végétative induisent du mésoderme à partir de l’ectoderme de la zone animale, avec larégion de l’organisateur spécifiée du côté le plus dorsal, là où le signal inducteur est le plus intense et le plus long endurée. Les signaux du côté ventral de l’embryon donnent un profil ventral au mésoderme, et l’extension de leur influence estlimitée par les signaux émanant de la région de l’organisateur de Spemann (O) qui la contrecarre.

Ces signaux sont le plus souvent des facteurs de transcription tel que le facteur de croissance TGFß

Action corticale!: l’axe D/V et les centresorganisateurs se localisent au bon endroitdonnant un rôle spécifique en fonction de lalocalisation. Ainsi, il est nécessaire d’avoirdes cellules pré spécifiées car lemésoderme donne un tas de cellulesdifférentes

Nodal est un facteur côté végétatif qui est absent du côté animal, il est régulé par la ß-caténine pour permettre de le faireréagir avec COS. Il spécifie le destin des cellules cibles, c’est un morphogène.VegT (gène à effet maternel) interagit avec Nodal et induit un mésoderme ventral ou dorsal pour la mise en place dupatron mésodermique.Un gradient de protéine apparenté à Nodal peut produire les signaux initiaux de l’induction mésodermique. La ß-caténine en grande quantité permet de créer des centresorganisateurs.

• de Spemann et Mangold (1924)

Greffe d’une lèvre dorsal d’un blastopore d’une espèce dépigmentée de triton sur le toit du blastocèle d’une espècepigmentée!: un embryon secondaire est induit.Démonstration de l’induction d’un nouvel axe corporel par la région organisatrice chez la gastrula d’un amphibien. Le mésoderme dorsal est un territoire crucial pour l’organisation du dos de l’embryon puisqu'il y a le « Centre organisateur de Spemann »: lèvre blastoporale dorsale = futur corde. La région de la gastrula est capable d’organiser en embryon entier, elle émet des signaux spécifiant les structures dorsales: tube neural, somites.

3) Expression des gènes codant des protéines sécrétées

Distribution d’ARNm codant des protéines secrétées dans des blastulas âgées/jeunesgastrulas de xénope. Les protéines secrétées par l’organisateur (Noggin et Chordin) bloquent l’action de BMP-4 et Wnt-8 Ces protéines étant respectivement produites dans la totalit des blastulasé?âgées/jeunes gastrulas et dans le mésoderme présomptif, où leurs gènes sont exprimés. A noter que le gène codant la protéine apparentée Nodal-3, qui diffère des autresmembres de la famille des protéines apparentées à Nodal, en ne possédant pas uneactivit inductrice directe du mésoderme, est également exprimé par l’organisateur.

L'inhibition de BMP est nécessaire pour l'induction de la plaque neurale. BMP4 est responsable de l'identité de la région ventrale lors de la gastrulation. Chez la jeune gastrula, les antagonistes de BMP secrétés par l’organisateur inhibent, dans les régions voisines de celui-ci, la signalisation BMP dans les trois feuillets embryonnaires. Cette action négative n’est pas suffisanteen elle-même pour induire la formation du tissu neural à partir de l’ectoderme, et une intervention précoce positive de la signalisation FGF, originaire des cellules de la blastula, est également nécessaire.

DONC Noggin et Chordin antagonisent les effets de BMP4 ce qui permet le maintien du destin dorsal.

Tous ces facteurs spécifient 3 territoires dans le mésoderme :

-> Noggin et Chordin majoritaires : maintien de l'organisateur de Spemann (futur corde) au niveau dorsal

-> BMP majoritaire : mésoderme ventral ; mésoderme intermédiaire (reins) et latérale (os, tendons) au niveau ventral

-> Noggin et Chordin = BMP : mésoderme paraxial (tuturs somites)/

ENDODERME = spécification autonome

MESODERME : spécification conditionnelle