Polarité cellulaire et tissulaire, développement du tube neural

Flashcards de révision sur la polarité cellulaire, la migration, la division asymétrique, la polarité cellulaire planaire (PCP) et la formation du tube neural (neurulation).

Comment est définie la polarité cellulaire ?

Une distribution asymétrique et ordonnée de structures et de molécules le long d'un axe, entraînant des gradients intracellulaires, une forme cellulaire asymétrique et des fonctions compartimentées.

Quelles sont les trois étapes fondamentales de la polarisation cellulaire ?

(1) Un premier signal de rupture de symétrie (externe et/ou cytoplasmique), (2) L'amplification du signal par les voies de signalisation et le transport vésiculaire, (3) Des réarrangements du cytosquelette déterminant les changements morphologiques.

Comment se caractérise la croissance et la division polarisée chez la levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiae ?

La croissance se produit à un seul pôle et conduit à une division asymétrique où la cellule mère hérite des constituants « anciens » et la cellule fille (bourgeon) hérite des organites naissants.

Quel est le rôle de la petite GTPase Cdc42 dans la polarité cellulaire ?

Activée par les facteurs GEF (fixation du GTP), la protéine GTP-Cdc42 interagit avec des effecteurs pour induire la polymérisation de l'actine, l'organisation des câbles d'actine et le ciblage du transport vésiculaire.

Qu'est-ce que la transcytose ?

Le transport transcellulaire de molécules via des vésicules d'un domaine membranaire à un autre (par exemple, du côté apical vers le côté basal).

Quels sous-complexes protéiques caractérisent respectivement les domaines apical et basolatéral dans les cellules épithéliales ?

Le domaine apical comprend les complexes Par et CRUMBS, tandis que le domaine basolatéral comprend le complexe SCRIB (Scribble).

Comment les neurones acquièrent-ils leur polarité axone-dendrite in vivo par rapport à leurs cellules progénitrices ?

Ils héritent de la polarité apico-basale de leurs progéniteurs, développant leurs dendrites du côté apical et leur axone du côté basal.

Quelles sont les principales modifications cellulaires lors de la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) ?

La perte de polarité apicobasale, le désassemblement des jonctions cellulaires, la réorganisation du cytosquelette, l'activation de la N-cadhérine et l'expression de facteurs de transcription EMT (Snail, Twist, ZEB).

Quelles sont les quatre étapes principales de la migration d'une cellule individuelle ?

1. Détermination de la polarité (avant/arrière), 2. Protrusion avant (lamellipode), 3. Contraction arrière (fibres de stress et actine corticale), 4. Translocation du corps cellulaire.

Quel mécanisme moléculaire attribue l'identité de cellule « leader » lors de la migration collective des cellules de la crête neurale du tronc ?

L'interaction de la signalisation Notch avec le cycle cellulaire : un niveau élevé de NICD/Phox2bb et un maintien prolongé en phase G1/S confèrent l'identité de cellule leader.

Quel est le principe général de la division cellulaire asymétrique ?

Établir un axe de polarité puis ségréger de manière asymétrique des déterminants protéiques ou ARN dans l'une des deux cellules filles lors de la cytokinèse, induisant des destins cellulaires distincts.

Quel est le phénotype des mutants par-3, par-6 ou pkc-3 lors de la première division chez C. elegans ?

Le fuseau mitotique ne se déplace pas vers la partie postérieure, produisant deux cellules filles (AB et P1) de même taille qui se comportent toutes deux comme P1 et se divisent selon l'axe antéro-postérieur.

Quel est le rôle de la protéine Numb lors des divisions asymétriques dans la rétine en développement de la souris ?

Numb inhibe la voie Notch, créant une activité asymétrique de Notch entre les deux cellules filles afin de générer deux types cellulaires distincts ($D_X$ et $D_Y$).

Comment est définie la polarité cellulaire planaire (PCP) ?

Le processus par lequel les cellules sont polarisées dans le plan de l'épithélium, de manière perpendiculaire à leur axe de polarité apicobasale.

Quelles sont les étapes clés de la voie Wnt canonique (dépendante de la β-caténine) ?

Wnt se lie à Frizzled (FZD) et LRP, recrute Dishevelled (Dvl/Dsh) qui inhibe le complexe de destruction. La β-caténine non phosphorylée s'accumule, migre dans le noyau et se lie aux facteurs TCF/LEF pour activer la transcription.

Comment la voie Wnt/PCP non canonique agit-elle sur la morphologie cellulaire ?

Elle induit une distribution asymétrique des complexes protéiques membranaires et active les GTPases Rho et la Rho kinase (ROCK), régulant directement le cytosquelette d'actomyosine.

Quelles structures du système nerveux sont formées respectivement par la neurulation primaire et la neurulation secondaire ?

La neurulation primaire forme la partie crâniale (hémisphères cérébraux, tronc cérébral, cervelet) et la majeure partie de la moelle épinière ; la neurulation secondaire forme l'extrémité caudale de la moelle épinière (régions sacrale et coccygienne).

Quels sont les points de charnière formés lors de l'invagination de la plaque neurale pendant la neurulation primaire ?

La charnière médiane (MHP, median hinge point) et deux charnières dorsolatérales (DLHP, dorsolateral hinge points).

Quel est l'effet d'une augmentation de la protéine Sonic Hedgehog (Shh) sur la formation des charnières dorsolatérales (DLHP) ?

Une augmentation de Shh empêche la formation des DLHP, ce qui entraîne un échec de fermeture du tube neural.

Quels sont les mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de la constriction apicale des cellules neuroépithéliales ?

L'épaississement des bandes de filaments d'actine apicales, le glissement contractile de la myosine II non musculaire (stimulé par Shroom3 et Rho/ROCK) et l'assemblage de microtubules non centrosomiques le long de l'axe apicobasal.

Quels phénotypes d'anomalies sont observés chez les souris mutantes Shroom3 (-/-) ?

100% d'exencéphalie, 87% de fentes cranio-faciales et 23% de spina bifida.

Quels sont les trois principaux points d'initiation de la fermeture du tube neural chez les mammifères ?

Le point 1 (rhombencéphale / région cervicale), le point 2 (prosencéphale / mésencéphale) et le point 3 (extrémité rostrale du prosencéphale).

Quelle est l'incidence des anomalies du tube neural (ATN) et quel traitement préventif permet de réduire fortement leur fréquence ?

Les ATN touchent 1 à 2 enfants par 1000 naissances (0,6 par 1000 au Canada en 2002). Une consommation péri-conceptionnelle d'acide folique permet de diminuer leur incidence de 60 à 70%.