Un biologiste viennois identifie la voie de signalisation qui régule la réorganisation des cellules d'anémones de mer

Contexte : les anémones de mer comme organisme modèle

Technau travaille au Département des neurosciences et de la biologie du développement de l'Université de Vienne. Ces découvertes prennent de l'importance, car elles permettent de tirer des conclusions sur des mécanismes de contrôle évolutivement très anciens, qui jouent également un rôle dans le développement embryonnaire humain.

Les anémones de mer possèdent une structure corporelle relativement simple, mais conviennent comme organisme modèle en raison de leur position dans l'arbre phylogénétique des animaux. Si le tissu d'une anémone est mécaniquement dissocié en cellules individuelles, puis rassemblé, les cellules reforment des structures qui correspondent au plan d'organisation d'origine. Le mécanisme qui pilote cette auto-organisation n'était jusqu'à présent que partiellement compris.

L'équipe a pu montrer que la voie de signalisation Notch s'active chez « Nematostella vectensis » dès que les cellules se rencontrent. « La voie de signalisation Notch veille à ce que les cellules des anémones de mer 'Nematostella vectensis' se trient correctement et délimitent différents types de tissus les uns des autres », a expliqué Technau dans un communiqué de l'Université de Vienne.

Fonction de la voie de signalisation Notch

Si la voie de signalisation est bloquée expérimentalement, cet ordre s'effondre. « Alors cette auto-organisation ne fonctionne plus », selon Technau. En l'absence du signal, des types cellulaires qui forment normalement des couches clairement séparées se mélangent. L'expérience fournit ainsi une preuve directe de la fonction de la voie de signalisation dans la formation des patrons.

Au-delà de leur portée fondamentale, les auteurs et autrices soulignent des parallèles avec le développement des vertébrés. La voie de signalisation Notch est connue de longue date en embryologie des mammifères ; le nouveau travail montre que ce même mécanisme assume déjà une tâche comparable chez les cnidaires, un embranchement d'animaux évolutivement très ancien.

Sur le plan méthodologique, les chercheurs et chercheuses ont combiné l'observation microscopique en direct avec des interventions génétiques ciblées. En désactivant des composants individuels de Notch, ils ont pu démontrer que le tri spatial correct des cellules est couplé à un signal Notch actif.

Importance pour la biologie du développement

L'Université de Vienne voit dans ce résultat une preuve supplémentaire que des organismes modèles simples peuvent rendre visibles des principes fondamentaux de la biologie du développement. Les résultats doivent servir de point de départ pour d'autres travaux sur l'évolution de l'organisation tissulaire et de la formation des patrons.

Pour situer l'étude, il est essentiel que « Nature Communications » soit une revue spécialisée à comité de lecture et que les résultats aient dû résister à un contexte évalué par les pairs. Le travail s'inscrit ainsi dans une série de publications qui exploitent de manière ciblée des organismes modèles marins pour des questions de biologie du développement.

Dans l'ensemble, les données venues de Vienne ouvrent une nouvelle compréhension détaillée de la manière dont des cellules en apparence uniformes donnent naissance à des tissus structurés – et du rôle qu'une voie de signalisation unique y joue depuis des centaines de millions d'années.

L'étude paraît à un moment où les réseaux de recherche internationaux recherchent de manière accrue des mécanismes de contrôle conservés, c'est-à-dire préservés au cours de l'évolution, afin de mieux comprendre des tableaux cliniques dans lesquels la délimitation tissulaire est perturbée. Les résultats viennois en fournissent une pièce supplémentaire.