HAV709V Génétique du Développement – Developmental Genetics

Objectifs

Le développement animal depuis la formation des gamètes jusqu’au stade adulte est sous le contrôle d’un programme génétique hautement contrôlé.

L’objectif de ce cours est de présenter les outils de l’analyse génétique et leur utilisation pour comprendre les principes qui régissent le développement animal.

Objectives

Study of highly and precisely controlled genetic programs that are responsible for animal development, from gametogenesis to adulthood.

The aim of this course is to introduce functional genetics and the genetic tools used to understand the principles that control animal development.

Description

Une introduction générale de Biologie du développement
Comment les cellules construisent-elles un organisme animal pluricellulaire à partir d’un seul génome? Relation génotype/phénotype ? Rappels d’analyse génétique.
Nature des mutations, analyses par perte-de-fonction ou bien par gain-de-fonction (notion de « master gene »), analyse clonale (par génération de clones somatiques ou germinaux), notion d’autonomie cellulaire….Modèles et méthodes génétiques.

Étude des régions régulatrices, établissements de lignées transgéniques, enhancer trap, gènes rapporteurs (GFP, mCherry…) …chez les organismes modèles (drosophile, c.elegans, souris …).
Utilisation des systèmes FLP/FRT, CRE-LOX, UAS-GAL4-GAL80, AttpP/B-PhiC31 etc Information positionnelle, gènes à effets maternels et  mise en place de l’assymétrie.
Modèles et mécanismes de l’information positionnelle (induction, expérience de Spemann et Mangold, notion de morphogène et théorie de Turing) Etablissement des axes : antéro-postérieur, dorso-ventral.

Cribles génétiques : gènes à effets maternels et gènes à effets zygotiques.
La communication cellulaire et les voies de signalisation : dans l’établissement de l’axe dorso-ventral, dans la formation des membres, dans l’établissement du devenir cellulaire (quelques exemples : Système nerveux : processus d’inhibition latérale …). La segmentation :  les gènes gap, « pair rule » et de polarité segmentaire.

Régulations transcriptionnelles au cours du développement, les séquences régulatrices au cours de l’évolution, notion de réseaux géniques. Segmentation chez les  invertébrés et vertébrés, aspects dynamiques (établissement et maintien).Les gènes homéotiques Hox et l’identité segmentaire.
Travaux d’Ed Lewis, transformations homéotiques : notion de locus complexe.
Colinéarité spatiale et temporelle de l’expression des gènes Hox.
Contrôles épigénétiques et architecture nucléaire des gènes Hox.
Notion d’Evo-Devo. La détermination du sexe. Notions du Contrôle épigénétique de développement.

Description

An introduction to Developmental Biology

• How do cells build a multicellular organism from the same genome ?
• What are the genotype/phenotype relationships ?

Remember the principles of genetic analysis and model organisms :  the nature of mutations, loss of function and gain of function mutations (definition of a master gene), clonal analysis (of somatic or germ cells)

Study of regulatory elements

• Establishment of transgenetic lines, enhancer trap lines, reporter genes… using model organisms (Drosophila, C. elegans, mice…)
• Use of the systems FLP/FRT, CRE-LOX, UAS-GAL4-GAL80, AttpP/B-PhiC31 etc

Positional Information, maternal gene effects and asymmetry

Models and mechanisms of positional information (induction, organizers, morphogenesis) 

Establishment of body axes : antero-posterior, dorsal-ventral and proximo-distal/ left-right axes

Genetic screens

Cellular communication, signaling pathways and gene networks

Invertebrate and vertebrate segmentation :

Segmentation genes (gap, « pair rule » and polarity genes)

Transcriptional regulation of gene expression during development, regulatory sequences during evolution

Segmental identity and Hox homeotic genes

Spatial and temporal regulation of gene expression

Epigenetic regulation and 3D architecture of the genome.

Evo-Devo concepts

Seminars on various topics (sex determination, epigenetic control by polycomb complexes, temporal control of transcription, temporal control of transcription, etc)

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