Abstract FR:

Le travail presente ici porte sur le developpement du systeme nerveux central (snc) chez une espece de poisson teleosteen, le medaka (oryzias latipes) et plus particulierement sur l'ontogenese du cerveau anterieur ou prosencephale. Le developpement externe et la transparence optique de l'embryon de medaka sont des atouts majeurs pour l'analyse de la morphogenese du systeme nerveux et facilitent l'etude des domaines d'expression des genes de developpement. Nous avons examine les etapes precoces de la regionalisation du cerveau anterieur selon les axes antero-posterieur et dorso-ventral, ainsi que la specification et la differenciation de populations neuronales appartenant a l'hypothalamus, region ventrale du prosencephale, qui est particulierement developpee chez les poissons teleosteens. Chez le medaka, les genes a homeoboite ol-rx3 et nkx2. 1a sont transcrits des la fin de la gastrulation et apparaissent comme des marqueurs precoces du domaine presomptif du diencephale ventral. Dans les embryons chez lesquels la sur-expression du gene ol-eng2 est induite, nous avons pu montrer que l'expression de ol-rx3 est perdue des les premiers stades de la neurulation et est remplacee par celle de marqueurs de l'isthme mes-metencephalique. Ces resultats indiquent que la proteine engrailed peut induire a elle seule une respecification du diencephale ventral en un territoire de type isthmique. Le gene ol-gsh1 est localise au sein du complexe de genes parahox, propose comme frere du complexe hox. Son expression n'est detectee qu'apres le debut de la neurulation, plus tardivement que les genes ol-rx3 et nkx2. 1, dans le cerveau posterieur (rhombomere 4) et la moelle epiniere, selon un patron d'expression rappellant celui des genes hox du groupe paralogue 1. Les genes parahox gsh et hox1 anterieurs pourraient donc comporter un module regulateur commun dirigeant l'expression dans les regions posterieures du snc chez les vertebres. Cette hypothese pourrait etre testee a l'avenir en analysant les elements regulateurs du gene ol-gsh1, dont l'isolement a ete entrepris au cours de cette these. Outre son role possible dans la specification antero-posterieure du systeme nerveux, ol-gsh1 pourrait etre implique dans l'etablissement de la polarite dorso-ventrale du tube nerveux chez le medaka. Une cascade de repression, participant a la regionalisation du neurectoderme de la drosophile selon l'axe dorso-ventral, lie en effet les genes de drosophile ind et vnd, orthologues respectifs des genes gsh et nkx-2. Ce resultat nous a conduit a tester la conservation evolutive des liens genetiques qui unissent les genes nkx2. 1 et ol-gsh1 dans le cerveau anterieur du medaka. Au sein du telencephale, l'expression de ol-gsh1 est exclusivement detectee dans les regions dorsales, adjacentes au domaine de transcription ventral du gene nkx2. 1b. Les patrons d'expression de ces deux genes de medaka sont donc similaires, quoiqu'inverses selon l'axe droso-ventral, par rapport a ceux de leurs homologues de drosophile. Ces resultats constituent donc un argument supplementaire en faveur d'une inversion du plan d'organisation au cours de l'evolution des bilateria. Nous avons analyse les domaines d'expression de ol-rx3 et ol-gsh1 aux stades embryonnaires qui precedent l'eclosion, puis dans le cerveau adulte. L'expression de ol-gsh1 dans le nucleus lateralis tuberis et le nucleus recessus lateralis de l'hypothalamus suggere un role trophique dans le controle de l'activite secretrice adenohypophysaire. D'autre part, la transcription de ol-rx3 dans des sous-populations retiniennes et dans des noyaux periventriculaires hypothalamiques, qui sont en contact avec le liquide cephalo-rachidien, nous a menes a proposer que ol-rx3 jouerait un role dans la differenciation et la fonction de cellules photoreceptrices cephaliques impliquees dans des taches non visuelles. Nous avons ainsi montre que des genes de developpement accompagnent l'ensemble des etapes de mise en place des domaines du snc, de leur determination precoce et jusqu'a la differenciation de populations nerveuses qui les constituent. L'etude du patron d'expression de ces genes dans le cerveau adulte, qui a ete rendue possible grace a la croissance limitee du cerveau de medaka au cours des stades post-embryonnaires, nous a permis de constater que ces genes sont egalement actifs tout au long de la vie de l'animal et qu'ils pourraient alors participer au maintien du destin cellulaire prealablement specifie au cours de l'embryogenese. Les resultats de ce travail ont pose les bases d'une analyse morphologique de la restriction graduelle des domaines d'expression de genes a homeoboite, de l'embryon a l'adulte. Le developpement spectaculaire et recent des technologies d'injection d'arn antisens et de transgenese, qui sont particulierement simples a mettre en uvre chez les poissons ovipares, devrait permettre de dissequer le role sequentiel de ces genes pendant les stades de definition et de mise en place fonctionnelles des populations neuronales du cerveau.