Célébration de 100 ans de recherche sur la Drosophile La dix-septième conférence EMBO sur la biologie moléculaire et biologique de Drosophila a eu lieu à Kolymbari, en Crète, entre le 20 et le 26 juin 2010. La conférence couvrait un large éventail de sujets et beaucoup de progrès ont été réalisés en combinant deux domaines d'études. Ces combinaisons comprenaient des approches quantitatives de la biologie cellulaire et du développement, la dissection des interrelations de la physiologie et du développement et l'analyse génomique intégrée. Introduction Cette année, la conférence biennale EMBO sur lsquoThe Molecular and Developmental Biology de Drosophilarsquo a convoqué dans son lieu traditionnel, l'Académie orthodoxe de Crète, en Grèce. Cette rencontre spéciale qui a lieu depuis plus de 30 ans fait partie de ce qui rend la communauté Drosophile communicative et dynamique. Plus de 110 participants, parmi lesquels de nombreux jeunes scientifiques qui ont participé à la réunion du premier ou du second mois, ont été assemblés pour une semaine intense de présentations et de discussions informelles, soigneusement organisée par A. Ephrussi, W. Gelbart, C. Delidakis, D. Andrew, A. Bejsovec, S. Bray, C. Desplan, A. Giangrande, J. Knoblich, M. Leptine, H. Lipshitz, S. Parkhurst, P. Roslashrth, R. Saint et M. van Doren. Des gènes aux génomes Un sujet important à cette réunion des années a été la régulation de l'expression des gènes. Les présentations vont de dissections complètes d'un seul amplificateur à des analyses à l'échelle du génome. Scott Barolo (U. Michigan) a fait rapport sur la structure, la fonction et l'évolution du mousseux. Un Notch et EGFRMAPK-régulé, cellule-cône spécifique de l'amplificateur du gène Drosophila Pax2. Ses résultats suggèrent que l'organisation des enhancers détermine le modèle d'expression correct en permettant certaines interactions de régulation à courte portée au détriment des autres. Debbie Andrew (Johns Hopkins U.) a montré que la famille CrebA de facteurs de transcription bZip fonctionnent comme des régulateurs directs d'au moins 200 gènes, codant soit des composants de la voie sécrétoire, soit une charge sécrétée, une fonction qui est conservée dans des cellules humaines. Les questions clés en génomique sont de savoir comment construire des modèles complets de réseaux de régulation de gènes basés sur des données de liaison de facteur de séquence et de transcription et comment prédire l'expression de gènes temporels et spatiaux à l'échelle mondiale, basée sur des motifs cis régulateurs. François Schweisguth (Institut Pasteur) a développé des méthodes informatiques pour identifier les modules cis-régulateurs (CRM) qui contrôlent un ensemble de gènes co-régulés. À partir d'un ensemble de connaissances de CRM de Drosophila connus et de séquences orthologues de 11 autres génomes de Drosophila, il a rapporté une prédiction computationnelle des sites de liaison de facteur de transcription et de nouveaux CRM génomiques sous-jacents à la corégulation de programmes d'expression génique dans des cellules précurseurs d'organes sensoriels. Eileen Furlong (EMBL) a rapporté une carte à haute résolution des profils d'occupation des principaux facteurs de transcription au cours des stades consécutifs du développement du mésoderme. En utilisant une approche d'apprentissage automatique, son groupe a démontré que la liaison de facteur de transcription seule est suffisante pour prédire l'activité spatio-temporelle de CRM, sans connaissance préalable de l'expression ou des préférences de séquence des facteurs de transcription eux-mêmes. Ses résultats démontrent que des modèles d'expression spatio-temporelle semblables peuvent être causés par une gamme de MRC, ce qui suggère un manque de grammaire de motif cohérent au sein des réseaux globaux de régulation des gènes. Manolis Kellis (MIT) a découvert que la combinaison de séquences de motifs régulateurs et l'activité régulatrice prédite avec des marques de chromatine est prédictive de l'expression du gène en aval. Il a également décrit les efforts d'analyse intégrative pour le projet modENCODE NIH. Fonction de la chromatine dans les cellules germinales Le rôle des modificateurs de la chromatine dans la promotion de l'identité et de la fonction des cellules germinales a également été discuté lors de la réunion. La fonction principale d'une cellule germinale est de transmettre son matériel génétique intact à la prochaine génération. Cela pourrait être décourageant compte tenu de transposons composent environ 20 du génome Drosophila et la mobilisation de ces éléments conduit à l'instabilité génétique. Les ARN interagissant avec le pii (piRNAs) codés par des clusters hétérochromes silencieux transposons dans les cellules germinales. William Theurkauf (U. Massachusetts) a signalé que l'homologue HP1 Rhino se lie à ces groupes et favorise la production de précurseurs de piRNA. Le gène rhi évolue rapidement et sous une forte sélection positive, suggérant qu'il pourrait co-évoluer avec les cibles de transposon de piRNA silencieux. La régulation de la chromatine est également présente dans la biologie des cellules souches germinales. Ruth Lehmann (New York U.) a indiqué que le silence transcriptionnel d'un certain nombre de loci par des enzymes modificatrices de la chromatine est nécessaire non seulement pour l'entretien des cellules souches de la lignée germinale, comme cela a déjà été démontré, mais aussi pour leur différenciation. Le laboratoire de Lehmann a également analysé la formation de cellules germinales primordiales (PGC). En utilisant l'analyse d'imagerie multi-photons 4D, ils ont montré que les PGC se forment par un mode hautement spécialisé de cytokinèse, dans lequel la restriction coordonnée de deux sillons contractiles conduit à la formation de deux PGC. Mark van Doren (Johns Hopkins U.) a rapporté sur le rôle des régulateurs de la chromatine dans la promotion de l'identité sexuelle des cellules germinales mdasha phénomène mal compris. Le groupe a étudié Phf7, une protéine qui contient un motif de doigt PHD commun dans les régulateurs de la chromatine. Phf7 est exprimé préférentiellement dans les cellules germinales mâles. La perte de la fonction phf7 semble féminiser les cellules germinales XY, alors que sa surexpression masculinise XX cellules germinales. Ainsi, l'identité sexuelle masculine des cellules germinales dépend de la régulation de la chromatine. Robustesse et stochasticité Afin de soutenir le développement normal, l'expression des gènes doit être soigneusement contrôlée. Un phénomène qui a perplexe sur le terrain est l'existence de modules de contrôle apparemment redondants. Le travail présenté par plusieurs groupes commence à démêler ce mystère au niveau transcriptionnel et post-transcriptionnel. Les petits RNAsmdashsuch comme microRNAs et endo-siRNAsmdash régulent l'expression de gène, pourtant le développement est souvent non affecté par leur absence. Richard Carthew (Northwestern U.) a présenté deux cas de petits ARN aidant les embryons à compenser les variations de la température de croissance en normalisant l'expression de la segmentation ou des gènes neurogènes. David Stern (Princeton U.) a supprimé deux des amplificateurs apparemment redondants du gène shavenbaby (svb), ce qui est nécessaire pour une spécification correcte des trichomes. Les mouches qui portent cette deletion produisent moins de trichomes que les mouches de type sauvage, mais seulement lorsqu'elles sont élevées à des températures extrêmes ou lorsqu'elles sont combinées à une mutation sans ailes. Pris ensemble, il semble que ce que l'on appelle «l'obscurité équidistante» peut dépendre des conditions environnementales lorsque les animaux sont élevés dans des conditions optimales, certains amplificateurs, petits ARN ou d'autres régulateurs peuvent sembler superflus. Exposés aux perturbations environnementales ou à la variation génétique, ils peuvent conférer robustesse. Claude Desplan (New York U.) a décrit un mécanisme par lequel la robustesse et la stochasticité coexistent. La vision de couleur dans Drosophila dépend de deux sous-types de photorécepteurs qui sont disposés aléatoirement dans tout l'oeil et expriment différents gènes de rhodopsine. Malgré cette stochasticité, le nombre global de photorécepteurs exprimant une rhodopsine donnée est constant. Ceci est contrôlé par le facteur de transcription PAS-bHLH Spineless. La compétition entre deux promoteurs pour un élément amplificateur commande l'expression stochastique de chaque allele sans spin et donc l'agencement de sous-types de photorécepteurs, de manière similaire au système de vision couleur humaine. Biologie cellulaire et développement La biologie cellulaire et la biologie du développement peuvent se rapporter de plusieurs façons, chaque domaine favorisant l'autre. Parfois, l'étude d'un phénotype de développement peut conduire à de nouvelles découvertes en biologie cellulaire. Par exemple, Kenji Matsuno (U. de Tokyo) décrit un nouveau comportement cellulaire dans l'intestin postérieur. Les cellules épithéliales dans cet organe tubulaire adoptent une forme de cellule planaire qui est chirale. Ceci conduit à une rotation directionnelle gauche asymétrique du tube épithélial de l'intestin. Le groupe a trouvé que MyosinID et DE-Cadherin sont nécessaires pour ce nouveau comportement cellulaire, qu'ils appellent lsquoplanaire cellulaire-forme chiralityrsquo. Plusieurs présentations ont démontré comment les questions d'investigation de la biologie cellulaire peuvent favoriser la compréhension des processus de développement. Cette stratégie est particulièrement utile lorsqu'elle est appliquée avec de nouvelles approches de calcul ou d'imagerie. Stefan Luschnig (U. Zurich) a présenté des analyses de l'expansion du tube trachéal, au cours desquelles les trachées dilatent leur lumière étroite. Le groupe a montré qu'un programme dépendant de la sécrétion cellulaire-autonome ne se compare pas à l'expansion tubulaire extrinsèque (luminaire), suggérant un rôle critique pour la croissance de la membrane dans ce processus. Pour suivre et analyser le comportement de cellules épithéliales individuelles au cours de la morphogenèse, le groupe de Luschnig a adapté le système lsquobrainbowrsquo développé pour étudier la connectivité neuronale dans le mousemdashfor applications dans Drosophila (Fig 1). Groupe de cellules épithéliales trachéales. En utilisant la méthode lsquobrainbowrsquo, chaque cellule peut être étiquetée différemment. Image courtoisie de Dominique Foumlrster et Stefan Luschnig. Anne Ephrussi (EMBL) a expliqué comment les ribonucléoprotéines menstruelles oskar (mRNPs) utilisent des microtubules et leurs protéines moteurs associées à la chaîne lourde (KHC) et au dyneinmdash cytoplasmique pour atteindre le pôle postérieur de l'ovocyte en développement. Ils ont développé un test ex vivo qui permet un suivi spatio-temporel précis des mRNPs oskar individuels. Les résultats préliminaires suggèrent un tir de guerre cryptique entre les deux moteurs de polarité opposée et que la chaîne intermédiaire de la dyneine est un sous-groupe de la dyneine obligatoire impliquée dans le maintien de la processivité du KHC, illustrant la fonction de la dynéine dans le transport oskar mRNP. Christian Dahmann et ses collègues ont utilisé des approches physiques et une imagerie quantitative pour montrer que la tension mécanique dépendante de l'actomyosine sur les jonctions cellulaires est augmentée le long de la limite du compartiment antéro-postérieur dans l'aile de Drosophile en développement. Des simulations montrent que cette augmentation de la tension maintient une interface stable entre deux populations de cellules proliférantes, ce qui suggère que l'augmentation de la tension mécanique locale dirige le tri cellulaire aux limites des compartiments. La tension mécanique entraîne également les mouvements cellulaires polarisés pendant l'extension de la bande des germes dans l'embryon de Drosophile. Les protéines impliquées dans la contractilité de l'actomyosine et l'adhérence cellulaire sont asymétriquement localisées dans les cellules intercalantes, qui forment des lsquorosettes. Des travaux récents de Jennifer Zallen (Memorial SloanndashKettering Cancer Center) montrent que la formation de rosettes implique une boucle de rétroaction mécanique dans laquelle la tension recrute la myosine dans le cortex, déclenchant une vague de localisation de la myosine qui coordonne le comportement cellulaire dans les populations multicellulaires. Benny Shilo (Institut Weizmann des sciences) a décrit une extension des études sur la fusion des cellules musculaires dans l'embryon, à la formation de muscle adulte dans la pupe. Les myoblastes du disque imaginal de l'aile sont attirés par les muscles de vol et restent semi-différenciés jusqu'à ce qu'ils rencontrent le myotube, avec lequel ils vont fusionner. Bon nombre des gènes impliqués dans la fusion des muscles embryonnaires sont également nécessaires chez l'adulte, ce qui indique l'utilisation d'un mécanisme commun. Signalisation en cours de développement Plusieurs conférences ont démontré que le champ de signalisation peut encore tenir des surprises. François Payre (U. ToulouseCNRS) a présenté le travail réalisé en collaboration avec Yuji Kageyama (Institut Okazaki). Ils ont montré que les petits peptides (11ndash32aminoacides) encodés par l'ARN de sORF ricétarsique sans polycistronic contrôlent la différenciation des cellules épidermiques embryonnaires, en déclenchant la troncature amino-terminale de la protéine shavenbaby. Truncated shavenbaby commute son activité transcriptionnelle d'un répresseur à un activateur. Des processus de développement supplémentaires sont susceptibles d'être régulés par des petits peptides codés par sORF. Utpal Banerjee (U. California Los Angeles) a discuté de l'entretien homéostatique des cellules souches du sang par des signaux provenant de deux sources différentes. Les cellules souches sont maintenues par un signal Hedgehog dérivé de la niche. En outre, les cellules filles différenciantes des cellules souches du sang régulent leur maintien par un signal en retour qui active le facteur de croissance A dérivé de l'adénosine. Le facteur de croissance A dérivé de l'adénosine fonctionne comme une adénosine désaminase et inhibe la prolifération et la différenciation des progéniteurs en maintenant de faibles niveaux D'adénosine. Physiologie et développement Avec de nombreux régulateurs conservés entre mammifères et mouches, et avec le sentiment croissant que la physiologie est liée à et affecte de nombreuses conditions cliniques, la physiologie Drosophila a reçu beaucoup d'attention cette année. En particulier, les rôles de l'insuline et des voies de l'hormone stéroïde Ecdysone, et les connexions entre eux, ont été un sujet d'intérêt. Stephen Cohen (Institut de biologie moléculaire et cellulaire, Singapour) a décrit un rôle pour le micro ARN miR14 dans le contrôle de la production d'insuline dans les neurones. Le laboratoire Cohen est en train de détruire tous les miARN dans la Drosophile. Jusqu'à présent, environ 80 des gènes de miARN ont été supprimés, ce qui entraîne de nombreux phénotypes associés au système nerveux central. Les programmes de nutrition et de développement sont interconnectés par des boucles de rétroaction compliquées qui peuvent changer d'une manière temporelle et cellulaire. Andrea Brand (U. Cambridge) a présenté des données montrant que la voie du récepteur InsulinIGF est nécessaire pour que les neuroblastes quittent la quiescence et se lancent dans une phase post-embryonnaire de prolifération pour générer le système nerveux adulte. Elle a montré que les cellules gliales voisines des neuroblastes produisent des peptides de type InsulinIGF en réponse à la nutrition et que cette expression est suffisante pour réactiver les neuroblastes. Aurelio Teleman (Centre allemand de recherche sur le cancer) a présenté l'identification et la caractérisation de l'homologue Drosophila du gène Diabetes and Obesity Regulated (dDOR), qui agit comme co-activateur du récepteur ecdysone. Le dDOR régule la pupa - tion ainsi que le métabolisme lipidique et peut relier les voies de l'insuline et de l'ecdysone dans les cellules du corps adipeux. Pierre Leopold (U. Nice) a également discuté des liens entre l'insuline et la signalisation ecdysone. Son laboratoire a montré que les niveaux croissants d'ecdysone à la fin du développement juvénile agissent spécifiquement sur les cellules grasses du corps pour inhiber dMyc. Cette inhibition locale conduit par un mécanisme de relais inconnu à la régulation systémique de la signalisation de l'insuline et à l'arrêt de la croissance, déterminant la taille de l'animal à la fin de la période juvénile. La recherche en physiologie peut être améliorée par de nouveaux biomarqueurs. C'est le cas de Irene Miguel-Aliagas (U. Cambridge). Elle a analysé les fèces de mouche comme mesure expérimentale de l'apport alimentaire, du transit intestinal et de l'équilibre de l'eau et de l'eau. Elle a rapporté que ces processus sont modulés par l'état reproducteur de la mouche et médiée par un nouveau sous-ensemble de neurones innervant l'intestin postérieur. Ainsi, les neurones entériques fonctionnent pour coupler les états nutritionnels et reproducteurs avec l'homéostasie intestinale. Ressources communautaires et outils novateurs Une force particulière de la drosophile comme organisme modèle a toujours été la richesse des ressources qui sont disponibles pour l'ensemble de la communauté. Une grande partie du travail novateur sur le terrain n'aurait pas été possible sans l'accent continu sur la génération d'outils nouveaux et la vision des gens qui les conçoivent et les partagent. William Gelbart (Harvard U.) a décrit le statut actuel de FlyBase et ses plans futurs (Tweedie et al., 2009). L'un des défis auxquels sont confrontés les chercheurs dans ce domaine est de suivre le rythme des quantités importantes de données de séquences génomiques issues de modENCODE et de la communauté dans son ensemble. Faire en sorte que FlyBase soit plus accessible à la communauté de recherche dans son ensemble, en particulier ceux qui travaillent sur le génome humain et les maladies des arthropodes constituent une autre priorité. L'importance de reconnaître les ressources communautaires dans les publications afin de souligner leur valeur pour les agences de financement a également été discutée. Hugo Bellen (Baylor College of Medicine) a rapporté un élément Minos modifié (MIMIC) avec des séquences pour l'échange de cassettes à médiation par recombinaison (RMCE) qui facilitera l'intégration de tout fragment d'ADN pour le marquage protéique in vivo, la perturbation des gènes et plus encore. Norbert Perrimon (Harvard Medical School) a rapporté que son groupe a conçu un vecteur optimisé qui fournit des ARN en épingle à cheveux à la ligne germinale en utilisant la voie de miARN endogène. Cela facilitera l'étude de l'oogénèse et de l'embryogenèse précoce, qui jusqu'à présent n'ont pas été soumises au silence par l'ARNi. Spyros Artavanis-Tsakonas (Harvard Medical School) a présenté les progrès réalisés dans le cadre du projet DPiM, qui est une collaboration entre les laboratoires de Steven Gygi, Susan Celniker et Vijay Raghavan. Ils génèrent une carte d'interaction protéique de Drosophila, basée sur la purification par affinité de protéines marquées et l'analyse spectrométrique de masse de complexes protéiques. Au cours de la prochaine année, le projet terminera l'examen de 8 000 protéines. Pavel Tomancak (MPI Cell Biology and Genetics) a décrit le système FlyFos qui génère des reporters in vivo de l'expression des gènes en combinant une bibliothèque de clones fosmid génomiques et un pipeline de recombinaison de culture liquide efficace. Son laboratoire vise à générer une collection génomique de fosmides marqués pour étudier la dynamique de l'expression des gènes spécifiques des tissus et la localisation des protéines sous-cellulaires. Cette année a marqué le centième anniversaire de la première étude de Drosophila par Thomas Hunt Morgan, qui a discuté de la liaison sexuelle de la mutation blanche mutation la première mutation qui a été isolé à la mouche (Morgan, 1910). Cette découverte a joué un rôle déterminant dans l'établissement de la drosophile en tant qu'organisme modèle important pour la génétique du développement. La conférence de l'EMBO nous a assuré qu'avec ses outils génétiques inégalés et ses nouvelles méthodologies à haut débit, la recherche sur la mouche est appelée à produire beaucoup plus de découvertes à venir pour longtemps. Biographies Lilach Gilboa est au Département de Régulation Biologique, Weizmann Institute of Science, Israël. E-mail: lilach. gilboaweizmann. ac. ilCélebrant 100 ans de recherche sur la Drosophile La dix-septième conférence de l'EMBO sur la biologie moléculaire et de développement de la Drosophile a eu lieu à Kolymbari, en Crète, du 20 au 26 juin 2010. La conférence couvrait un large éventail de sujets Et beaucoup de progrès ont été réalisés en combinant deux ou plusieurs domaines d'études. Ces combinaisons comprenaient des approches quantitatives de la biologie cellulaire et du développement, la dissection des interrelations de la physiologie et du développement et l'analyse génomique intégrée. Introduction Cette année, la conférence biennale EMBO sur la biologie moléculaire et du développement de Drosophila s'est réunie dans son lieu traditionnel, l'Académie orthodoxe de Crète, en Grèce. Cette réunion spéciale qui a lieu depuis plus de 30 ans fait partie de ce qui rend la communauté Drosophile communicative et dynamique. Plus de 110 participants, dont de nombreux jeunes scientifiques qui ont assisté à la réunion pour la première ou deuxième fois, se sont réunis pour une semaine intense de présentations et de discussions informelles, soigneusement organisée par A. Ephrussi, W. Gelbart, C. Delidakis, D. Andrew, A. Bejsovec, S. Bray, C. Desplan, A. Giangrande, J. Knoblich, M. Leptine, H. Lipshitz, S. Parkhurst, P. Rrth, R. Saint et M. van Doren. Des gènes aux génomes Un sujet important à cette réunion des années a été la régulation de l'expression des gènes. Les présentations vont de dissections complètes d'un seul amplificateur à des analyses à l'échelle du génome. Scott Barolo (U. Michigan) a rendu compte de la structure, de la fonction et de l'évolution du mousseux. Une Notch et EGFRMAPK régulé, conecellspecific enhancer du gène Drosophila Pax2. Ses résultats suggèrent que l'organisation des enhancers détermine le modèle d'expression correct en permettant certaines interactions réglementaires shortrange au détriment des autres. Debbie Andrew (Johns Hopkins U.) a montré que la famille CrebA de facteurs de transcription bZip fonctionnent comme des régulateurs directs d'au moins 200 gènes, codant soit des composants de la voie sécrétoire, soit une charge sécrétée, une fonction qui est conservée dans des cellules humaines. Les principales questions en génomique sont la façon de construire des modèles complets de réseaux de régulation de gènes basés sur les données de liaison de facteur de séquence et de transcription, et la façon de prédire l'expression temporelle et spatiale des gènes à l'échelle mondiale, basée sur des motifs de régulation cis. François Schweisguth (Institut Pasteur) a développé des méthodes de calcul pour identifier les modules de régulation cis (CRM) qui contrôlent un ensemble de gènes corégulés. A partir d'un ensemble d'études de Drosophila CRMs et de séquences orthologues de 11 autres génomes de Drosophila, il a rapporté la prédiction computationnelle des sites de liaison de facteurs de transcription et de nouveaux CRM génomiques sous-jacents à la corégulation des programmes d'expression génique dans des cellules précurseurs d'organes sensoriels. Eileen Furlong (EMBL) a rapporté une carte haute résolution des modèles d'occupation des principaux facteurs de transcription au cours des stades consécutifs de développement du mésoderme. En utilisant une approche d'apprentissage automatique, son groupe a démontré que la liaison des facteurs de transcription seule est suffisante pour prédire l'activité spatio-temporelle de la GRC, sans connaissance préalable de l'expression ou des préférences de séquence des facteurs de transcription eux-mêmes. Ses résultats démontrent que des modèles d'expression spatio-temporelle semblables peuvent être causés par une gamme de MRC, ce qui suggère un manque de grammaire de motif cohérente au sein des réseaux globaux de régulation des gènes. Manolis Kellis (MIT) a découvert que la combinaison de séquences de motifs régulateurs et l'activité régulatrice prédite avec des marques de chromatine est prédictive de l'expression du gène en aval. Il a également décrit les efforts d'analyse intégrative pour le projet modENCODE NIH. Fonction de la chromatine dans les cellules germinales Le rôle des modificateurs de la chromatine dans la promotion de l'identité et de la fonction des cellules germinales a également été discuté lors de la réunion. La fonction principale d'une cellule germinale est de transmettre son matériel génétique intact à la prochaine génération. Cela pourrait être décourageant compte tenu de transposons composent environ 20 du génome Drosophila et la mobilisation de ces éléments conduit à l'instabilité génétique. Les ARN interactifs de Piwi (piRNAs) codés par des clusters hétérochromatiques silencieux transposons dans les cellules germinales. William Theurkauf (U. Massachusetts) a signalé que l'homologue HP1 Rhino se lie à ces groupes et favorise la production de précurseurs de piRNA. Le gène rhi évolue rapidement et sous forte sélection positive, suggérant qu'il pourrait coevoluer avec les cibles de transposon de piRNA silencieux. La régulation de la chromatine est également présente dans la biologie cellulaire des cellules germinales. Ruth Lehmann (New York U.) a signalé que le silence transcriptionnel d'un certain nombre de loci par des enzymes modificatrices de la chromatine est nécessaire non seulement pour l'entretien des cellules souches de la lignée germinale, comme cela a déjà été démontré, mais aussi pour leur différenciation. Le laboratoire de Lehmann a également analysé la formation de cellules germinales primordiales (PGC). En utilisant l'analyse d'imagerie multiphotonique 4D, ils ont montré que les PGC se forment par un mode hautement spécialisé de cytokinèse, dans lequel la restriction coordonnée de deux sillons contractiles conduit à la formation de deux PGC. Mark van Doren (Johns Hopkins U.) a décrit le rôle des régulateurs de la chromatine dans la promotion de l'identité sexuelle des cellules germinales, un phénomène mal compris. Le groupe a étudié Phf7, une protéine qui contient un motif PHDfinger commun dans les régulateurs de la chromatine. Phf7 est exprimé préférentiellement dans les cellules germinales mâles. La perte de la fonction phf7 semble féminiser les cellules germinales XY, alors que sa surexpression masculinise XX cellules germinales. Ainsi, l'identité sexuelle masculine des cellules germinales dépend de la régulation de la chromatine. Robustesse et stochasticité Afin de soutenir le développement normal, l'expression des gènes doit être soigneusement contrôlée. Un phénomène qui a perplexe sur le terrain est l'existence de modules de contrôle apparemment redondants. Le travail présenté par plusieurs groupes commence à démêler ce mystère au niveau transcriptionnel et posttranscriptionnel. Les petits RNA tels que les microARN et les endosiRNAs régulent l'expression des gènes, mais le développement n'est souvent pas affecté par leur absence. Richard Carthew (Northwestern U.) a présenté deux cas de petits ARN aidant les embryons à compenser les variations de la température de croissance en normalisant l'expression de la segmentation ou des gènes neurogènes. David Stern (Princeton U.) a supprimé deux des amplificateurs apparemment redondants du gène shavenbaby (svb), ce qui est requis pour la spécification correcte des trichomes. Les mouches portant cette deletion produisaient moins de trichomes que les mouches de type sauvage, mais seulement lorsqu'elles étaient élevées à des températures extrêmes ou lorsqu'elles étaient associées à une mutation sans ailes. Pris ensemble, il semble que ce que l'on appelle la redondance peut dépendre des conditions environnementales lorsque les animaux sont élevés dans des conditions optimales, certains amplificateurs, petits ARN ou d'autres régulateurs peuvent sembler superflus. Exposés aux perturbations environnementales ou à la variation génétique, ils peuvent conférer robustesse. Claude Desplan (New York U.) a décrit un mécanisme par lequel la robustesse et la stochasticité coexistent. La vision de couleur dans Drosophila dépend de deux sous-types de photorécepteurs qui sont disposés aléatoirement dans tout l'oeil et expriment différents gènes de rhodopsine. Malgré cette stochasticité, le nombre global de photorécepteurs exprimant une rhodopsine donnée est constant. Ceci est contrôlé par le facteur de transcription PASbHLH Spineless. La compétition entre deux promoteurs pour un élément amplificateur commande l'expression stochastique de chaque allele sans spin et donc l'agencement de sous-types de photorécepteurs, de manière similaire au système de vision couleur humaine. Biologie cellulaire et développement La biologie cellulaire et la biologie du développement peuvent se rapporter de plusieurs façons, chaque domaine favorisant l'autre. Parfois, l'étude d'un phénotype de développement peut conduire à de nouvelles découvertes en biologie cellulaire. Par exemple, Kenji Matsuno (U. de Tokyo) décrit un nouveau comportement cellulaire dans l'intestin postérieur. Les cellules épithéliales dans cet organe tubulaire adoptent une forme de cellule planaire qui est chirale. Ceci conduit à une rotation directionnelle gauche gauche asymétrique du tube épithélial de l'intestin. Le groupe a trouvé que MyosinID et DECadherin sont nécessaires pour ce nouveau comportement cellulaire, qu'ils qualifient de chiralité planaire de la forme de la cellule. Plusieurs présentations ont démontré comment les questions d'investigation de la biologie cellulaire peuvent favoriser la compréhension des processus de développement. Cette stratégie est particulièrement utile lorsqu'elle est appliquée avec de nouvelles approches de calcul ou d'imagerie. Stefan Luschnig (U. Zurich) a présenté des analyses de l'expansion du tube trachéal, au cours desquelles les trachées dilatent leur lumière étroite. Le groupe a montré qu'une cellule autonome secrettiondependent programmerather que extrinsèque (luminal) cuesdrives tube expansion, ce qui suggère un rôle critique pour la membrane de croissance dans ce processus. Pour suivre et analyser le comportement de cellules épithéliales individuelles au cours de la morphogenèse, le groupe de Luschnig a adapté le système brainbow développé initialement pour étudier la connectivité neuronale dans la souris pour des applications dans Drosophila (Fig 1). Groupe de cellules épithéliales trachéales. En utilisant la méthode brainbow, chaque cellule peut être étiquetée différemment. Image gracieuseté de Dominique Frster et Stefan Luschnig. Anne Ephrussi (EMBL) a expliqué comment les ribonucléoprotéines menstruelles oskar (mRNP) utilisent des microtubules et leurs protéines moteurs associées à la chaîne lourde (KHC) et au dyneinto cytoplasmique pour atteindre le pôle postérieur de l'ovocyte en développement. Ils ont développé un test ex vivo qui permet un suivi spatiotemporal précis des mRNPs oskar individuels. Les résultats préliminaires suggèrent un tuyau cryptique entre les deux moteurs à polarité opposée, et que le sous-unité de la dyneine intermédiaire impliquée dans le maintien de la processivité du KHC, illustre la fonction de la dynéine dans le transport oskar mRNP. Christian Dahmann (MPI Cell Biology and Genetics) et ses collègues ont utilisé des approches physiques et l'imagerie quantitative pour montrer que les tensions mécaniques dépendantes de l'actomyosine sur les jonctions cellulaires est augmentée le long de la limite du compartiment antéro-postérieur dans l'aile de Drosophile en développement. Des simulations montrent que cette augmentation de la tension maintient une interface stable entre deux populations de cellules proliférantes, ce qui suggère que l'augmentation de la tension mécanique locale dirige le tri cellulaire aux limites des compartiments. La tension mécanique entraîne également des mouvements cellulaires polarisés pendant l'extension de la bande germinale dans l'embryon de Drosophile. Les protéines impliquées dans la contractilité de l'actomyosine et l'adhésion cellulaire sont asymétriquement localisées dans les cellules intercalantes, qui forment des rosettes. Des travaux récents de Jennifer Zallen (Memorial SloanKettering Cancer Center) montrent que la formation de rosettes implique une boucle de rétroaction mécanique dans laquelle la tension recrute la myosine dans le cortex, déclenchant une vague de localisation de la myosine qui coordonne le comportement cellulaire dans les populations multicellulaires. Benny Shilo (Institut Weizmann des Sciences) a décrit une extension des études sur la fusion des cellules musculaires dans l'embryon, à la formation de muscle adulte dans la pupe. Les myoblastes du disque imaginal de l'aile sont attirés par les muscles de vol et restent semi-différenciés jusqu'à ce qu'ils rencontrent le myotube, avec lequel ils vont fusionner. De nombreux gènes impliqués dans la fusion des muscles embryonnaires sont également nécessaires chez l'adulte, ce qui indique l'utilisation d'un mécanisme commun. Signalisation en cours de développement Plusieurs conférences ont démontré que le champ de signalisation peut encore tenir des surprises. François Payre (U. ToulouseCNRS) a présenté le travail réalisé en collaboration avec Yuji Kageyama (Institut Okazaki). Ils ont montré que les petits peptides (1132 acides aminés) codés par l'ARN de sORF ricetars polies polycistronic contrôlent la différenciation des cellules épidermiques embryonnaires, en déclenchant la troncature aminoterminal de la protéine shavenbaby. Truncated shavenbaby commute son activité transcriptionnelle d'un répresseur à un activateur. Des processus de développement supplémentaires sont susceptibles d'être régulés par des petits peptides encodés par sORF. Utpal Banerjee (U. California Los Angeles) a discuté de l'entretien homéostatique des cellules souches du sang par des signaux provenant de deux sources différentes. Les cellules souches sont maintenues par un signal Nichedered Hedgehog. En outre, les cellules filles différenciatrices des cellules souches du sang régulent leur maintien par un signal en retour qui active le facteur de croissance A. Le facteur de croissance adénosine A fonctionne comme une adénosine désaminase et inhibe la prolifération et la différenciation des progéniteurs en maintenant de faibles taux d'adénosine. Physiologie et développement Avec de nombreux régulateurs conservés entre mammifères et mouches, et avec le sentiment croissant que la physiologie est liée à et affecte de nombreuses conditions cliniques, la physiologie Drosophila a reçu beaucoup d'attention cette année. En particulier, les rôles de l'insuline et des voies de l'hormone stéroïde Ecdysone, et les connexions entre eux, ont été un sujet d'intérêt. Stephen Cohen (Institute of Molecular and Cell Biology, Singapore) described a role for the micro RNA miR14 in the control of insulin production in neurons. The Cohen lab is in the process of knocking out all miRNAs in Drosophila . So far, about 80 of the miRNA genes have been deleted, effecting many phenotypes that are associated with the central nervous system. Nutrition and development programmes are interconnected by complicated feedback loops that might change in a temporal and cellspecific manner. Andrea Brand (U. Cambridge) presented data showing that the InsulinIGF receptor pathway is necessary for neuroblasts to exit quiescence and embark on a postembryonic phase of proliferation to generate the adult nervous system. She showed that glial cells neighbouring the neuroblasts produce InsulinIGFlike peptides in response to nutrition, and that this expression is sufficient to reactivate neuroblasts. Aurelio Teleman (German Cancer Research Center) presented the identification and characterization of the Drosophila homologue of the Diabetes and Obesity Regulated gene ( dDOR ), which acts as a coactivator for the ecdysone receptor. dDOR regulates pupation as well as lipid metabolism, and might connect the Insulin and ecdysone pathways in fat body cells. Pierre Leopold (U. Nice) also discussed the connections between Insulin and ecdysone signalling. His lab showed that rising levels of ecdysone at the end of juvenile development act specifically on fat body cells to inhibit dMyc. This local inhibition leads by an unknown relay mechanism to the systemic downregulation of Insulin signalling and to growth arrest, determining animal size at the end of the juvenile period. Research into physiology can be improved by novel biomarkers. A case in point was Irene MiguelAliagas (U. Cambridge) presentation. She has analysed fly faeces as an experimental measure of food intake, intestinal transit and wateracidbase balance. She reported that these processes are modulated by the reproductive state of the fly and mediated by a novel subset of hindgutinnervating neurons. Thus, enteric neurons function to couple nutritional and reproductive states with intestinal homeostasis. Community resources and novel tools A particular strength of Drosophila as a model organism has always been the wealth of resources that are available to the whole community. Much of the groundbreaking work in the field would not have been possible without continued focus on the generation of novel tools, and the vision of the people who design and share them. William Gelbart (Harvard U.) described the current status of FlyBase and his future plans (Tweedie et al . 2009 ). One of the challenges faced by researchers in the field is to keep pace with the large amounts of genomic sequence data emerging from both modENCODE and the wider community. Making FlyBase more accessible to the broader research communityespecially those working on the human genome and arthropod diseaseis another priority. The importance of acknowledging community resources in publications in order to emphasize their value to funding agencies, was also discussed. Hugo Bellen (Baylor College of Medicine) reported on a modified Minos element (MIMIC) with sequences for recombinationmediated cassette exchange (RMCE) that will facilitate the integration of any DNA fragment for in vivo protein tagging, gene disruption and more. Norbert Perrimon (Harvard Medical School) reported that his group designed an optimized vector that delivers hairpin RNAs to the germline using the endogeneous miRNA pathway. This will facilitate the study of oogenesis and early embryogenesis, which have so far not been amenable to silencing by RNAi. Spyros ArtavanisTsakonas (Harvard Medical School) presented the progress on the DPiM project, which is a collaboration of the laboratories of Steven Gygi, Susan Celniker and Vijay Raghavan. They are generating a Drosophila protein interaction map, based on the affinity purification of tagged proteins and mass spectrometric analysis of protein complexes. Within the next year, the project will complete the examination of 8,000 proteins. Pavel Tomancak (MPI Cell Biology and Genetics) described the FlyFos system that generates in vivo reporters of gene expression by combining a library of genomic fosmid clones and an efficient liquid culture recombineering pipeline. His lab intends to generate a genomewide collection of tagged fosmids to study the dynamics of tissuespecific gene expression and subcellular protein localization. This year marked the onehundredth anniversary of the first Drosophila research paper by Thomas Hunt Morgan, which discussed the sexlinkage of the white mutationthe first mutation that was isolated in the fly (Morgan, 1910 ). This discovery was instrumental in establishing Drosophila as an important model organism for developmental genetics. The EMBO conference assured us that with its unparalleled genetic tools and novel highthroughput methodologies, fly research is bound to produce many more exiting discoveries for a long time to come. References
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