SOMITOGENESIS IN THE CORN SNAKE
Etude de la somitogenèse chez le serpent des blés
Résumé
The vertebrate body plan is organized in a segmented fashion, best illustrated by the repetition of the vertebrae. The first signs of segmentation arise during early embryogenesis when somites bud off in a rhythmic fashion from the anterior part of the presomitic mesoderm (PSM). The periodic formation of somites is proposed to be controlled by a molecular oscillator-the segmentation clock-acting in the PSM. The signals of the segmentation clock are converted into the repetitive serie of somites by a traveling front of maturation-the determination front-formed by a molecular gradient regressing in concert with axis elongation. In order to gain insights in the mechanisms controlling somite number, I compared the regulation of somitogenesis in a new model species exhibiting a large number of somites-the corn snake- with mouse, chicken and zebrafish. I first cloned the genes involved in corn snake's somitogenesis and analyzed their expression patterns by in situ hybridization. The results showed that the genes associated with the determination front had conserved expression patterns. Unexpectedly, lunatic fringe, a gene associated with the segmentation clock, exhibited several stripes of dynamic expression in the PSM. A comparative study based on a mathematical model suggested that this pattern reflected an accelerated pace of the clock relative to the axis growth rate. In conclusion, our studies propose that the relationship between clock and axis growth is an important factor explaining the difference in somite numbers between the corn snake and the other species.
Le plan d'organisation des vertébrés est caractérisé par la répétition de segments tels que les vertèbres. Les premiers signes de segmentation sont observés pendant l'embryogenèse précoce, lorsque les précurseurs des vertèbres, appelés " somites ", se forment de manière périodique à partir du mésoderme paraxial présomitique (PSM). Il a été proposé qu'une "horloge de segmentation" contrôlerait la périodicité de formation des somites en interagissant avec un "front de détermination" reculant caudalement dans le PSM. Afin de comprendre les mécanismes établissant le nombre total de somites chez les vertébrés, j'ai comparé la régulation de la somitogenèse dans une espèce en formant un grand nombre-le serpent des blés- avec la souris, le poulet et le poisson zèbre. J'ai premièrement cloné et analysé par hybridation in situ l'expression des gènes impliqués dans la formation de front de détermination et de l'horloge de segmentation. Le patron d'expression des gènes associés au front s'est révélé conservé, alors que celui de lunatic fringe, un gène associé à l'horloge, s'est révélé particulièrement atypique. Une étude comparative basée sur un modèle mathématique nous a conduit à l'hypothèse que ce patron d'expression traduisait un rythme accéléré de l'horloge par rapport à la vitesse d'élongation de l'axe chez le serpent, expliquant ainsi sa production accrue de somites. En conclusion, notre étude, conduite sur un modèle original, suggère que la relation entre horloge et croissance de l'axe est un facteur important pour expliquer la différence du nombre de somites entre vertébrés.