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Pleins phares sur le canal excréteur d'un ver

 

Le ver Caenorhabditis elegans est un modèle prisé pour l'étude du développement embryonnaire. Alors qu'il était encore mystérieux, le processus de formation du canal excréteur de ce ver vient d'être élucidé par l'équipe de Michel Labouesse à l'Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC, CNRS/Inserm/Université de Strasbourg). Ces travaux publiés dans Nature Cell Biology ont également mis en évidence un facteur de transcription qui régule l'expression de gènes essentiels à ce processus et qui correspond, chez l'Homme, à un acteur clé de la genèse du système lymphatique.

Vaisseaux artériels, tubes rénaux, bronches, les structures tubulaires qui permettent l'échange de gaz, de nutriments, ou l'évacuation de liquides, sont communes à l'ensemble du règne animal. Le canal excréteur de C. elegans, dont la fonction est de collecter les fluides destinés à être évacués, constitue un modèle de choix pour étudier le développement de ce type de structure. Chez ce petit organisme, le canal excréteur est formé d'une cellule unique et de quatre prolongements qui s'étirent à travers tout le corps de l'animal jusqu'à atteindre ses deux extrémités. Il existe, à chaque étape d'allongement du canal, un orifice central appelé « lumière ». Les chercheurs de l'IGBMC se sont penchés sur les mécanismes qui permettent la croissance de cet orifice au fur et à mesure que le canal s'allonge. Ils sont parvenus à montrer que suite à une variation des conditions environnementales et en particulier après un stress osmotique, les nombreuses vésicules présentes autour de la lumière fusionnent avec cette dernière, provoquant ainsi son allongement et son élargissement. Les scientifiques ont également établi que la croissance de cette structure est étroitement couplée à sa fonction.

L'étude de vers mutants a par ailleurs révélé l'importance cruciale du gène PROS-1 dans la genèse du canal excréteur de C. elegans. Ce gène code pour une protéine particulière, nommée facteur de transcription, qui se fixe à l'ADN et active la transcription de gènes cibles à différents stades de la vie larvaire. Le facteur PROS-1 régule notamment l'expression de plusieurs gènes impliqués dans la réponse au stress osmotique ainsi qu'un gène codant pour les filaments intermédiaires. Ces derniers forment un réseau qui guide l'élongation du canal vers les extrémités du petit animal. En l'absence de ces filaments, le développement complet du canal excréteur devient impossible.

Alors que jusqu'à présent les organes collecteurs de fluides chez les vers ronds étaient considérés comme apparentés au rein chez les mammifères, la comparaison des séquences génétiques de l'Homme et de C. elegans a suggéré qu'ils seraient en réalité apparentés au système lymphatique. En effet, PROS-1 est l'analogue de Prox1 chez les humains, un facteur de transcription qui contrôle le développement du système lymphatique. La conservation de ces séquences au cours de l'évolution atteste de l'importance de cette protéine dans la formation d'organes dont la fonction est de drainer les excès de liquides au niveau des tissus. Chez les vertébrés, le système lymphatique est en outre chargé de la circulation des cellules de l'immunité et semble jouer un rôle déterminant dans la dissémination des cellules cancéreuses. La caractérisation de nouveaux gènes cibles du facteur de transcription PROS-1 chez C. elegans permettrait ainsi d'en apprendre davantage sur le développement et la physiologie du système lymphatique chez les mammifères et chez l'Homme en particulier.

 

Figure : Reconstitution en trois dimensions, grâce à la tomographie électronique, de la cellule unique du canal excréteur de C. elegans. C'est à partir de cette cellule que le canal s'allonge jusqu'aux extrémités du ver. © Nature Cell Biology (2013)

En savoir plus

• A pathway for unicellular tube extension depending on the lymphatic vessel determinant Prox1 and on osmoregulation, Irina Kolotuev, Vincent Hyenne, Yannick Schwab, David Rodriguez and Michel Labouesse, Nature Cell Biology (2013), doi:10.1038/ncb2662.

• Osmotic regulation of seamless tube growth, Jodi Schottenfeld-Roames, Amin Ghabrial, Nature Cell Biology - News and Views (2013), 15(2):137-139, doi:10.1038/ncb2683
  

 

Contact chercheurs

• Michel Labouesse
• Vincent Hyenne
  Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC)
  UMR7104 CNRS/Inserm/Université de Strasbourg
  1 Rue Laurent Fries
  BP 10142
  67404 Illkirch Cedex