Mécano-sensibilité de la myosine II : l’invagination du mésoderme embryonnaire mécaniquement induite

Pouille PA, et al. Sci Signal 2009 ; 2, ra16

A. Les gènes Snail et Twist s’expriment dans le mésoderme de l’embryon de drosophile (en rouge) vu en coupe transversale (1). L’expression de ces deux gènes est requise pour l’attraction apicale du moteur moléculaire myosine II (Myo-II, en rouge), qui a pour fonction de contracter les surfaces externes des cellules (2), provoquant la courbure du mésoderme nécessaire à son invagination (3), le tout premier changement de forme de l’embryon précoce. B. Sans les déformations stochastiques provoquées par l’expression du gène Snail (i.e., dans un mutant de Snail), il n’existe ni stabilisation apicale de la myosine-II, ni invagination du mésoderme. Le mésoderme est indenté faiblement de 3 microns pour rétablir localement les déformations manquantes dans le mutant de Snail. C. L’indentation du mutant de Snail (sna) rétablit l’attraction apicale de la myosine II (points fortement fluorescents) et l’invagination du mésoderme observées dans le type sauvage (WT) (flèches rouges), en se propageant du point d’indentation dans tout le mésoderme (domaine d’expression de Fog sous contrôle de Twist).

Invagination du mésoderme dans l'embryon de drosophile

L’embryogenèse est constituée de processus de morphogenèse biochimique (patterning) et biomécanique (forme géométrique). Chez la drosophile, l’expression de certains gènes maîtres de patterning embryonnaire, dont Twist, est induite par les contraintes mécaniques développées par les mouvements morphogénétiques de l’embryon précoce. Ainsi, l’invagination du mésoderme est produite par une phase de constriction apicale de ses cellules provoquée par l’attraction membranaire de la myosine II (dépendante de Snail et de Twist), qui suit une première phase de constriction stochastique incohérente (dépendante de Snail). Emmanuel Farge et ses collaborateurs (unité mixte de recherche Inserm 168, Institut Curie, Paris) ont montré que les contraintes mécaniques produites par la phase stochastique peuvent être remplacées, dans un mutant de Snail, par une simple indentation mécanique externe du mésoderme. Cette indentation permet de rétablir le phénotype sauvage d’attraction apicale de la myosine II et d’invagination du mésoderme. Sous contrôle de Twist, la voie Fog, qui provoque l’invagination du mésoderme, est donc activée par les contraintes mécaniques des mouvements incohérents dépendants de Snail. Au-delà de l’existence d’oncogènes dont l’expression est inductible par des pressions issues de la croissance tumorale, ces résultats suggèrent un rôle potentiel pour les contraintes de pression tumorale dans l’activation de la motilité cellulaire dépendante de la myosine-II.

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