5.6.9 - Les candidats moléculaires
Deux familles de facteurs de croissance sont impliquées. Les TGFβ (Transforming Growth Factor) et le FGF (Fibroblast Growth Factor).
Parmi les les TGFβ on connaît les activines qui induisent le mésoderme in vitro mais que l'on ne retrouve dans l'embryon qu'à la fin de la période de clivage alors que l'induction mésodermique est quasi terminée.
Vg1 existe dans l'hémisphère végétatif. Il est d'origine maternelle. La protéine nouvellement synthétisée nécessite un processing protéolytique pour devenir actif. En fait, la protéine précurseur inactive est abondante dans la région du pôle végétatif. Expérimentalement, l'injection d'ARNm produit une protéine sans activité inductrice. Ceci suggère que l'activité de Vg1 est régulée au niveau post-traductionnel afin d'activer sa fonction. Dans ces conditions, la protéine Vg1 mature possède une activité inductrice mésodermique forte in vitro.
Deux arguments expérimentaux conduisent à cette conclusion :
Après irridiation du pôle végétatif par les RUV, la surexpression de Vg1 mature, restaure l'axe dorsal.
La culture des calottes animales dans un milieu supplémenté en protéine Vg1 active, induit des formes embryoïdes possédant un axe dorsal antéropostérieur, y compris avec des structures céphaliques.
Enfin, à fortes concentrations, Vg1 induit du mésoderme dorsal. A faibles concentrations, Vg1 induit du mésoderme ventral.
Donc, Vg1 représente un bon candidat pour l'induction du mésoderme.
En ce qui concerne les gènes de la famille Nodal, nous verrons que Xnr1, 2 et 4 sont au premier plan des molécules responsables de l'induction du mésoderme. Inversement à Vg1 qui est maternel, les Xnr sont activés à la MBT. Ils sont zygotiques.
Par contre, les BMPs, toujours dans la famille des TGF bêta, ne sont pas inducteurs de mésoderme. En fait, ils ont un effet diamétralement opposé puisqu'ils sont impliqués dans la ventralisation.
D'autres facteurs de croissance ont un rôle dans l'induction mésodermique, ce sont les FGF. bFGF est présent dans l'hémisphère végétatif et est d'origine maternelle. In vitro il induit exclusivement du mésoderme de type ventral. Aucun phénotype chordal n'a jamais pu être décelé dans les expériences. Quant aux facteurs de transcription, nous connaissons déjà VegT que nous allons retrouver impliqué aussi dans l'induction mésodermique.
Les facteurs de croissance tels que le FGF agissent toujours de la même manière à l'image de ce que l'on a déjà vu avec la voie Wnt.
Si on prend par exemple FGF, celui-ci se lie à son récepteur transmembranaire et déclenche une voie de transduction.
Ici, il s'agit d'une cascade de phosphorylations qui passe par les MAPK, MAPKK, MAPKKK etc...
Parallèlement, le récepteur, lié à son ligand active la voie des messagers secondaires (DAG, IP3) qui libère les ions Ca++ nécessaires au métabolisme cellulaire. Au total, la voie de transduction FGF contribue à activer la transcription des premiers gènes du développement impliqués dans la spécification du mésoderme.
