comment les cellules primitives de l'embryon se différencient

[newfrench]

Bonjour,

Je n'ai aucune formation en biologie mais j'ai déjà essayé de comprendre le phénomène de différenciation des cellules humaines.

Au moment de la fécondation, il se crée une cellule qui se divise en 2 puis en quatre et ainsi de suite. Au début elles sont toutes identiques. A partir de quel moment et par quel phénomène biologique une cellule va se spécialiser pour être un élément du cerveau et une autre pour être un élément d'un muscle (par exemple)

Comment la cellule sait qu'elle doit se différencier?
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[jiherve]

bonjour
cela semble être un processus physico/mécanico/chimico/biologique complexe les recherches se poursuivent!
JR

[MissJenny]

Ca se passe entre les stades à 32 cellules et à 64 cellules, mais à ce stade on ne parle pas encore de cerveau ou de muscle.

[JPL]

Il faut comprendre qu’au fur et à mesure que les cellules embryonnaires se multiplient elles se différencient progressivement, même avant que cela ne soit visible, d’abord pour former les trois grandes catégories de couches (l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme, à quoi s’ajoute pour les mammifères le placenta) tandis que se définit également les polarités antéro-postérieure et dorso-ventrale. Progressivement dans ces trois couches de grandes régions se différencient, puis des régions de plus en plus précises, puis des ébauches d’organes. C’est un processus continu dont les détails se précisent tout au long de la grossesse. Grosso modo l’ectoderme va donner la peau, le système nerveux et diverses autres choses (c’est assez compliqué pour être décrit dans une réponse simple), le mésoderme va donner le tissu conjonctif, les muscles, la plupart des os (là également je n’entre pas dans les détails) et l’endoderme donnera le tube digestif.

Ce que veut dire MissJenny, c’est que jusqu’au stade 32 cellules celles-ci sont toutes interchangeables. Mieux encore on peut en prélever une ou deux (pour faire des diagnostics génétiques dans le cas de fécondation in vitro) sans que cela perturbe de développement de l’embryon.

[A voir en vidéo sur Futura]

[philippedelimoges]

Bonsoir à tous, bonsoir newfrench,

Pas une réponse directe à la question initiale, mais deux conférences intéressantes pour comprendre le processus de formation de l'embryon :
(2022) : https://www.youtube.com/watch?v=1-I4G-tEP9I
(2017) : https://www.youtube.com/watch?v=7v242nrZcSs&t=1876s

Cordialement

[StartupEnsemble]

Bonjour newfrench,

La différenciation des cellules se fait par des instructions dans les gènes. Au début, les cellules sont toutes pareilles, puis des signaux les dirigent pour devenir différentes parties du corps, comme le cerveau ou les muscles.

[newfrench]

Merci pour vos réponses. J'ai bien compris qu'au début toutes les cellules sont pareilles puis des signaux les dirigent pour les différencier. Comment fait la cellule pour savoir que maintenant il faut lancer la différenciation? quels sont les paramètres qui activent la différenciation?

[Deedee81]

Salut,

Bon, d'abord la différenciation est épigénétique. Ca n'a pas été dit mais c'est peut-être utile à préciser.

Ensuite, les signaux (ce que tu appelles paramètres) qui déclenchent les différentiations sont multiples :
Certaines molécules produites par les cellules ou recues de l'environnement dont le gradient de concentration va enclencher telle ou telle différentiation. Aussi l'échange de molécules avec les voisines
Le poids et les efforts mécaniques sur les parois (l'embryongenèse chez les animaux supérieurs ne marche pas en apesanteur !!!!) enclenchent aussi des réactions et différentiations
Chez certains animaux comme les reptiles, il peut même y avoir aussi une influence de la température (ils sont ectothermes) comme la différentiation sexuelle
Beaucoup de ces signaux font intervenir les gènes "chefs d'orchestres" (les homéobox etc.) https://fr.wikipedia.org/wiki/Bo%C3%...om%C3%A9otique

Je n'en sais guère plus (*), si ce n'est que c'est extrêmement complexe. TREEEEES complexe. Mes explications ci-dessus ne sont mêmes pas des résumés, des "titres" à la rigueur

Quelques recherches qui peuvent aussi aider : "cellules totipotentes", "cellules pluripotentes", "cellules souches", "cellule déterminée" (et bien sûr "celllule différentiée")

(*) je ne suis pas non plus biologiste, je tire cela de lectures de divers articles médicaux ou de recherche. Mais il doit exister des ouvrages papier ou en ligne complets sur le sujet

[philippedelimoges]

Bonjour newfrench,

Quelques compléments. Mais un préalable : pas biologiste, un simple curieux qui avait croisé par hasard des cours du Collège de France (ceux de Denis Duboule) et qui n’y comprenant pas grand-chose avait fouillé sur le net pour avoir des clarifications. Donc un plus expert pourra apporter assurément des infos meilleures et des corrections aux propos qui vont suivre. Je précise j’utilise des mots courants et non techniques.

En gros, ce que j’ai compris :

Durant l’embryogenèse, il y a des cellules souches (des cellules « mères » qui sont capable de générer des cellules spécialisées) qui par division cellulaire vont produire de la différenciation. Cette division est particulière : elle est asymétrique. Ce processus de division cellulaire asymétrique aboutit à la génération de deux cellules filles aux caractéristiques différentes. Ce processus permet d’engendrer la diversité cellulaire des organismes pluricellulaires. Il existe deux voies possibles pour qu’une cellule se divise de façon asymétrique : soit l’asymétrie est dictée par l’environnement cellulaire proche, on parle alors de mécanisme extrinsèque, soit la cellule se divise elle-même sans intervention extérieure, il s’agit alors d’un mécanisme intrinsèque à la cellule.

En bref, cette division asymétrique est générée par des gènes régulateurs qui guident la machinerie de transcription de l’ADN. Les gènes d’une cellule ne sont pas constamment actifs. Leur activité dépend d’autres gènes, dits régulateurs, qui codent des protéines, lesquelles vont réprimer ou au contraire activer des groupes de gènes impliqués dans une fonction.

Sources :
1) https://fr.wikipedia.org/wiki/Cellule_souche
2) https://www.pasteur.fr/fr/journal-re...llules-souches (très intéressant)

Des docs pédagogiques utiles pour bien clarifier les termes :
Sur les cellules souches :
(1) https://www.youtube.com/watch?v=TBvgGrXuqcY
(2) https://www.youtube.com/watch?v=anIc7MZQf3o
(3) https://www.youtube.com/watch?v=K4z1Sc1l8Xc
Sur le vocabulaire de l’embryogénèse :
https://www.youtube.com/watch?v=Plsrs62HQo0 (surtout le début)

Denis Duboule (biologiste) intervient au Collège de France. C’est hard … très hard …
(1) https://www.college-de-france.fr/fr/...internationale
(2) https://www.college-de-france.fr/fr/...ire-statutaire

Une communication de 2011 que je trouve accessible : https://www.youtube.com/watch?v=r85_H95hCh4
Cette intervention de Denis Duboule aborde le processus de différenciation en prenant en compte des contraintes temporelles et mécaniques (mettre en relation avec les vidéos que j’ai mentionnées précédemment).

Cordialement