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Frédéric Rosa

Du développement au comportement

Contexte

Comprendre comment les cellules acquièrent leur identité et adoptent leur propre position dans l’embryon en termes cellulaire et moléculaire et aussi comment elles acquièrent leurs fonctions, constitue un enjeu majeur de la biologie du développement. C’est à l’étude du développement embryonnaire, que se consacre de longue date cette équipe qui utilise le poisson zèbre (zebrafish) comme système modèle. Plusieurs modèles de développement permettent d’étudier la migration des cellules, le développement de structure au niveau cellulaire (muscle) ou organe (système gustatif). Enfin une approche de développement du comportement (prise de nourriture) est également en cours.

Résultats marquants

Migration. L’équipe s’est longtemps intéressée au processus de formation de l’endoderme, à l’origine du tube digestif. Plus récemment, l’équipe a caractérisé le comportement migratoire, jamais décrit, des cellules de l’endoderme au cours de la gastrulation. Elle a mis en évidence un nouveau type de mouvement de marche aléatoire dépendant de l’activation de nodal et régulé par casanova. De plus, elle a caractérisée un processus de migration en groupe et montré l’importance que revêt l’existence du groupe, qui crée une information de polarité et permet d’aboutir à une migration orientée.

Protéines de liaison à ARN et développement musculaire. Comme toute cellule, la cellule musculaire passe par plusieurs étapes de développement. Lors de la phase finale, la maturation, la cellule exprime les gènes de différenciation mais doit acquérir ses fonctions, caractérisées par la formation de l’appareil contractile, la myofibrille, un assemblage complexe de centaines de protéines. Les mécanismes de la maturation sont mal connus. L’équipe a montré l’implication des protéines de liaison à l’ARN de type quaking dans le contrôle de la maturation. Elle cherche à comprendre comment agissent les quaking.

Développement fonctionnel du système gustatif. En plus d’être un excellent modèle pour la biologie du développement, les larves et les adultes du poisson zèbre manifestent des comportements complexes. Nous sommes intéressés au comportement alimentaire en particulier. Celui-ci est contrôlé en partie par le système gustatif dont les modalités de formation sont encore mal connues. Notre recherche s’est focalise premièrement à la formation des organes sensoriels gustatifs, les bourgeons gustatifs. Nous avons démontré que la formation des types cellulaires distincts de ces organes dépend des interactions des signaux FGF, Delta-Notch et miR-200. Nous avons également observés que les différents types cellulaires du bourgeon gustatif sont caractérisés par des comportements de motilité différents. Actuellement nous étudions des facteurs qui conduisent à l’assemblage du circuit de l’organe sensoriel gustatif au cours du développement et dans des conditions pathologiques. En parallèle, l’équipe s’intéresse au comportement alimentaire et l’origine des préférences des goûts. Nous avons montré que l’aversion à certains composés est un processus inné, que la larve peut apprendre à passer outre son aversion pour manger, et que cette aversion est liée à l’expression du gène egr-1. Actuellement, l’équipe cherche à comprendre l’implication exacte de egr-1 et la façon dont ce gène est induit par les composés aversifs.

Bonnet A, Lambert G, Ernest S, Dutrieux FX, Coulpier F, Lemoine S, Lobbardi R, Rosa FM. Quaking RNA-Binding Proteins control early myofibril formation by modulating tropomyosin. Dev Cell. 2017 Sep 11 ;42(5):527-541.e4. doi : 10.1016/j.devcel.2017.08.004. Epub 2017 Aug 31.

Giger FA, David NB. Endodermal germ-layer formation through active actin-driven migration triggered by N-cadherin. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Sep 19 ;114(38):10143-10148. doi : 10.1073/pnas.1708116114. Epub 2017 Sep 5.

Soulika M, Kaushik AL, Mathieu B, Lourenço R, Komisarczuk AZ, Romano SA, Jouary A, Lardennois A, Tissot N, Okada S, Abe K, Becker TS, Kapsimali M. Diversity in cell motility reveals the dynamic nature of the formation of zebrafish taste sensory organs. Development. 2016 Jun 1 ;143(11):2012-24. doi : 10.1242/dev.134817. Epub 2016 Apr 27.

Zhao J, Lambert G, Meijer AH, Rosa FM. The transcription factor Vox represses endoderm development by interacting with Casanova and Pou2. Development. 2013 Mar ;140(5):1090-9. doi : 10.1242/dev.082008. Epub 2013 Jan 30.

Dumortier JG, Martin S, Meyer D, Rosa FM, David NB. Collective mesendoderm migration relies on an intrinsic directionality signal transmitted through cell contacts.Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Oct 16 ;109(42):16945-50. doi : 10.1073/pnas.1205870109. Epub 2012 Oct 1.

Kapsimali M, Kaushik AL, Gibon G, Dirian L, Ernest S, Rosa FM. Fgf signaling controls pharyngeal taste bud formation through miR-200 and Delta-Notch activity. Development. 2011 Aug ;138(16):3473-84. doi : 10.1242/dev.058669.

Lobbardi R, Lambert G, Zhao J, Geisler R, Kim HR, Rosa FM. Fine-tuning of Hh signaling by the RNA-binding protein Quaking to control muscle development. Development. 2011 May ;138(9):1783-94. doi : 10.1242/dev.059121. Epub 2011 Mar 29.