Bienvenue sur le plus grand site éducatif au monde consacré à la biologie cellulaire et à la génétique du développement. Plus de 50 chapitres et plus de 600 figures attendent votre curiosité ! Il y a également 3 glossaires et des centaines de questions pour vous entraîner !
SOMMAIRE :
LES ORGANISMES MODELES : Drosophile ; Caenorhabditis elegans ; Poisson-zèbre ; Xénope, Poulet ; Souris ; Des modèles moins classiques (ascidie, oursin…) ; Et l’Humain ? ; Arabidopsis thaliana
LES CONCEPTS FONDAMENTAUX : Les réseaux de régulation génique et le destin des cellules ; Les inductions et les morphogènes ; Les cellules souches ; Développement et évolution ; Histoire de la biologie du développement et de la biologie cellulaire
LES ETAPES DU DEVELOPPEMENT : L’ovogenèse ; La fécondation ; Le clivage ; La gastrulation ; La neurulation ; L’organogenèse ; Les étapes du développement d’Arabidopsis thaliana et leur contrôle
CONTROLES GENETIQUE ET EPIGENETIQUE : Contrôle de la transcription ; Contrôle de la traduction
STRUCTURES ET PROCESSUS CELLULAIRES : Le cytosquelette ; Les matrices extra-cellulaires ; Les adhérences cellule-cellule ; Les transitions épithélio-mésenchymateuses et la migration ; Croissance et guidage axonal ; Cycle et division cellulaire ; Apoptose ; Les vésicules extracellulaires
LES VOIES DE SIGNALISATION : Wnt ; Famille des TGFβ (BMP, Nodal) ; Hedgehog ; FGF ; Acide rétinoïque ; Notch ; Voie Hippo et YAP/TAZ ; L’auxine
LES GENES ET LES CELLULES EN ACTION AU COURS DU DEVELOPPEMENT : Axe antéro-postérieur chez la drosophile ; Mise en place des axes de polarité chez les Vertébrés ; La formation des somites ; Le développement des cellules musculaires striées squelettiques ; Les cellules de crêtes neurales ; Le développement des bourgeons de membre ; Le développement du cortex ; La neurogénèse chez les Mammifères adultes ; Hématopoïèse et développement des cellules du système immunitaire ; Le développement des organes génitaux et des cellules germinales ; La métamorphose chez les Hexapodes et les Amphibiens ; Le méristème apical caulinaire en phase végétative et lors de la formation d’une fleur
DU DEVELOPPEMENT AUX PATHOLOGIES : Les cellules tumorales
CAHIER TECHNIQUE : Les outils pour étudier et modifier l’expression des gènes ; Les outils de biologie cellulaire
EXERCICES : Ovogenèse, spermatogenèse et fécondation ; Stades de développement et mise en place des axes de polarité ; Contrôle de l’expression des gènes ; Matrices extracellulaires, cytosquelette et adhérences cellule-cellule ; Voies de signalisation ; Cycles et divisions cellulaires ; Développement des muscles striés squelettiques ; Développement des bourgeons de membre
GLOSSAIRES (termes scientifiques, molécules les plus étudiées, outils et techniques)
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Pour travailler hors-ligne, vous pouvez télécharger le pdf de la grande majorité du site ci-dessous. Merci de citer l’adresse du site si vous reprenez des éléments dedans.
Au cours du développement, les organismes passent d’une cellule unique, d’aspect sphérique, le zygote, à une structure tridimensionnelle spécifique parfois composée de plusieurs milliards de cellules, chacune avec une localisation et une fonction précise. Les mécanismes mis en jeu dans ce qui pouvait encore paraître comme un miracle il y a un siècle sont maintenant bien compris : il s’agit de changements régionalisés dans l’expression des gènes contrôlés par des modulations épigénétiques, des activités de signalisation cellulaire, et des stimuli biomécaniques.
La biologie du développement est un formidable terrain de jeu pour la biologie cellulaire, la génétique et la biophysique. C’est ce que je souhaite illustrer avec cet ouvrage en ligne.
Le développement embryonnaire correspond à la période où un organisme animal ou végétal passe du stade « zygote » où il est une cellule unique à une forme tridimensionnelle spécifique et autonome. Chez les Mammifères à placenta et particulièrement dans l’espèce humaine, une phase fœtale de croissance et de maturation s’est ajoutée après le développement embryonnaire, avant la naissance. La limite entre embryon et fœtus se situe à 8 semaines de développement chez l’Homme (=10 semaines d’aménorrhée, c’est-à-dire 10 semaines depuis la fin des dernières règles).
Chez certains organismes animaux, la forme qui éclot de l’œuf est très différente en terme d’organisation, de mode et parfois de milieu de vie par rapport à l’adulte : on parle alors de larves. Celles-ci subissent une métamorphose ce qui leur permet de devenir adulte. Dans d’autres cas moins spectaculaires, les organismes qui naissent sont seulement sexuellement immatures et le developpement de leurs gonades et de leurs gamètes s’achève lors de la maturation sexuelle (appellée puberté chez l’Homme). L’ensemble est accompagné de croissance. Tous ces évènements correspondent au développement post-embryonnaire.
Au-delà des étapes classiques du développement embryonnaire et post-embryonnaire, le développement ne s’arrête jamais, y compris chez les organismes adultes. Beaucoup de nos tissus se renouvellent sans cesse.
Ces mécanismes doivent néanmoins être correctement régulés et leur échappement à tout contrôle peut mener à des tumeurs. Les cellules tumorales réacquièrent souvent des propriétés embryonnaires (dédifférenciation associée à des modifications épigénétiques, prolifération, migration) et c’est notamment pourquoi l’étude de la biologie du développement est très liée à la cancérologie.
Ce site peut s’utiliser de multiples manières : pour apprendre (à différents niveaux) un concept (la notion de morphogène ou de cellule souche par exemple) ou une série d’évènements (induction neurale ou développement du bourgeon de membre par exemple) ou pour chercher une information précise.
Il y a 3 niveaux de lecture selon votre stade dans la connaissance du domaine :
Les illustrations proviennent essentiellement d’articles Open Access libres de droits. Elles présentent souvent des données expérimentales qui non seulement vous apportent une information mais aussi vous rendent explicite la démarche expérimentale pour acquérir cette information (ce qui est tout aussi important).
*Six manières complémentaires d’étudier les systèmes vivants. La visualisation permet d’observer par exemple l’expression d’un gène par hybridation in situ ou d’une protéine par immunofluorescence ou par western-blot. La substitution consiste en le remplacement d’un élément par un autre et l’observation de l’effet produit. La caractérisation consiste à mettre en évidence la composition d’un élément (par exemple la séquence d’une région régulatrice d’un gène). La reconstitution consiste en l’assemblage de sous-éléments pour observer à quel point les parties assemblées peuvent récapituler les fonctions de l’ensemble des éléments. La simulation consiste à la modélisation numérique (in silico) des systèmes vivants (par exemple la modélisation d’un réseau de régulation génique). La perturbation consiste en une inactivation ou en une suractivation d’un élément (perte-de-fonction ou gain-de-fonction d’un gène par exemple). Source : https://elifesciences.org/articles/56354 D’ailleurs, il est important de rappeler en quoi la recherche fondamentale est utile et même indispensable :
Pour certains chapitre-clés, vous trouverez des exercices d’analyse de données expérimentales qui vous permettront d’évaluer vos compétences de réflexion et de logique ainsi que vos connaissances. Les questions sont réparties par niveau comme pour le cours (* = embryon; ** = têtard; *** = mature) de telle manière à ce que vous progressiez à votre rythme.
Le site sera régulièrement remis à jour et des chapitres s’ajouteront au fil du temps. N’hésitez pas à le mettre en bookmark et à y revenir régulièrement.
Bonne exploration du site !
Patrick PLA, Maître de Conférences HDR, Université Paris-Saclay
DES LIENS VERS DES SITES GENERAUX D’INTERET :
CoRe : ressources collaboratives pour apprendre la biologie du développement
Reactome : base de données sur les voies de signalisation et les processus cellulaires
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N’hésitez pas à m’envoyer vos commentaires ou me signaler des erreurs ou des éléments que vous souhaiteriez voir figurer dans ce manuel en ligne. Merci !
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