Les embryons ont une capacité remarquable à poursuivre leur développement en dépit des perturbations, comme l’illustrent des expériences classiques sur les embryons d’oiseaux : lorsqu’on coupe un embryon en plusieurs parties, chacune peut donner naissance à un embryon complètement formé. Une telle redirection du développement implique que l’embryon, loin de suivre un chemin prédéterminé, s’auto-organise, et que ses parties communiquent entre elles. Cette communication était généralement supposée reposer sur des signaux moléculaires, dont l’identité demeurait inconnue. Dans une étude publiée par Nature, des chercheurs du LPENS et de l’Institut Pasteur montrent à présent que les forces mécaniques qui mettent en forme l’embryon précoce, et qui sont produites par la contraction active de ses cellules, agissent également comme des signaux à longue portée pour orchestrer le développement. En rétroagissant sur la contraction cellulaire et l’expression génétique, les forces mécaniques jouent un rôle essentiel dans l’auto-organisation de l’embryon, contribuant à coordonner sa morphogenèse et l’allocation des cellules à différentes identités. Au-delà d’un stade particulier du développement – ici, l’établissement de l’axe antéro-postérieur de l’embryon -, on peut anticiper que les forces mécaniques, en permettant à l’embryon de percevoir de sa forme, contribuent à la régulation de nombreux aspects du développement.
Pour mettre évidence le rôle de la mécanique dans l’auto-organisation de l’embryon, l’effet de perturbations mécaniques sur la morphogenèse et l’expression de gènes d’intérêt (ici, Gdf1, un marqueur de l’axe embryonnaire) a été confronté aux prédictions d’un modèle intégrant une rétroaction mécanique.
En savoir plus :
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07934-8
Informations complémentaires :
Laboratoire de physique de L’École normale supérieure (LPENS, ENS Paris/CNRS/Sorbonne Université/Université de Paris)
Auteur correspondant : Francis Corson
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