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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. Cette observation, a conduit les chercheurs à orienter leurs recherches sur le comportement, dans un premier temps alimentaire. Celui-ci est contrôlé en particulier par le système gustatif dont les modalités de développement sont encore mal connues. L’équipe a montré que les bourgeons gustatifs, qui sont les organes sensoriels du goût, dérivent de l’endoderme et nécessitent l’activité de la signalisation FGF et de la signalisation Notch. Les chercheurs étudient le processus qui permet de générer différents types de cellules gustatives. L’autre volet de cette recherche intéresse le comportement alimentaire et l’origine des préférences dans les goûts. L’équipe a 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.

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). 138 :1783-94.

Kapsimali, M., Kaushik, AL., , Gibon, G., Dirian, L, Ernest, S, Rosa, F.M. Fgf signaling controls pharyngeal taste bud formation through miR-200 and Delta-Notch activity. Development (2011) 138, 3473-3484

Dumortier, J, Martin, S., Meyer, D., Rosa, F. and David, N.B. Collective Mesendoderm Migration Relies on an Intrinsic Directionality Signal Transmitted through Cell Contacts Proc Natl Acad Sci U S A. ( 2012) 109:16945-50.

Zhao J, Lambert G, Meijer AH, Rosa FM. The transcription factor Vox represses endoderm development by interacting with Casanova and Pou2. Development (2013) 140:1090-9.

Boyer, B., Ernest, S. and Rosa, F. Egr-1 induction provides a genetic response to food aversion in zebrafish Front Behav Neurosci. (2013) 7:51