Molecular and cellular basis of pattern establishment in a vertebrate epithelium

Si le role des reseaux de genes dans la formation de patrons cellulaires reguliers lors du developpement est bien compris, comment des tels patrons emergent de comportements cellulaires individuels reste obscur. Au cours du developpement de l'epiderme de l'amphibien Xenopus laevis, les cellules multiciliees (MCCs), nees dans une couche epitheliale interne, s’intercalent aux jonctions entre au moins trois cellules de la couche externe selon une regle de non-contiguite, generant un patron de distribution semi-regulier. Durant ma these, j’ai etudie les mecanismes controlant la distribution des MCCs. Dans la couche interne les MCCs sont distribues en amas irreguliers qui se dispersent progressivement. Par modelisation mathematique, j’ai montre que la repulsion mutuelle des MCCs et leur affinite avec les membranes cellulaires de la couche externe suffisent pour recapituler une distribution reguliere. La videomicroscopie confocale a demontre que les MCCs se separent par un mecanisme d’‘inhibition de contact’ et se dirigent vers les jonctions extracellulaires, les deux phenomenes etant dependants du remodelage du cytosquelette d'actine. J’ai ensuite montre que des alterations de la voie de signalisation Scf/Kit perturbent la distribution reguliere des MCCs, suite a la perte de repulsion mutuelle, a des defauts de reorganisation de l'actine et a une affinite reduite pour les jonctions extracellulaires. Une forme soluble de Scf est responsable du phenomene de repulsion, tandis qu’une forme associee a la membrane de cellules de la couche externe controle l’affinite. Ainsi, un seul systeme de signalisation peut mettre en œuvre une structuration auto-organisee a grande echelle.