An ultraconserved Hox–Pbx responsive element resides in the coding sequence of Hoxa2 and is active in rhombomere 4

The Hoxa2 gene has a fundamental role in vertebrate craniofacial and hindbrain patterning. Segmental control of Hoxa2 expression is crucial to its function and several studies have highlighted transcriptional regulatory elements governing its activity in distinct rhombomeres. Here, we identify a putative Hox–Pbx responsive cis-regulatory sequence, which resides in the coding sequence of Hoxa2 and is an important component of Hoxa2 regulation in rhombomere (r) 4. By using cell transfection and chromatin immunoprecipitation (ChIP) assays, we show that this regulatory sequence is responsive to paralogue group 1 and 2 Hox proteins and to their Pbx co-factors. Importantly, we also show that the Hox–Pbx element cooperates with a previously reported Hoxa2 r4 intronic enhancer and that its integrity is required to drive specific reporter gene expression in r4 upon electroporation in the chick embryo hindbrain. Thus, both intronic as well as exonic regulatory sequences are involved in Hoxa2 segmental regulation in the developing r4. Finally, we found that the Hox–Pbx exonic element is embedded in a larger 205-bp long ultraconserved genomic element (UCE) shared by all vertebrate genomes. In this respect, our data further support the idea that extreme conservation of UCE sequences may be the result of multiple superposed functional and evolutionary constraints

Embryologie de l'oeil

National audienceIn order to better understand the mechanisms underlying the physiology of vision, it is a necessary prerequisite to know the embryological bases of eye development and associated tissues. Eye formation starts during the fourth week of human embryonic life, when the ocular primordium can be distinguished from the lateral diverticula of the anterior brain by complex morphogenetic movements. It requires the input of various germ layers of the embryo: neuroectoderm, surface ectoderm, mesoderm and neural crest cells, in order to elaborate the different components. Perturbations of the cellular interactions and molecular mechanisms mobilized during these critical steps are responsible for varied congenital anomalies. We will discuss, relative to this, the embryological processes where their misregulation are at the root of ocular malformations and which are developed in more detail in other chapters of this book.Afin d'appréhender les mécanismes qui sous-tendent la physiologie de la vision, la connaissance des bases embryologiques du développement de l’œil et de ses annexes est un prérequis indispensable. La morphogénèse oculaire débute au cours de la quatrième semaine de vie embryonnaire, alors que l'ébauche oculaire s'individualise des diverticules latéraux du cerveau antérieur par des mouvements morphogénétiques complexes. Elle sollicite la contribution respective des divers feuillets de l'embryon, le neurectoderme, l'ectoderme de surface, le mésoderme et les cellules de la crête neurale, pour l'élaboration de ses différentes composantes. Les perturbations des interactions cellulaires et des mécanismes moléculaires mobilisés au cours de ces étapes critiques sont responsables d'anomalies congénitales variées. Nous évoquerons, à cet égard, les processus embryologiques dont les dérégulations sont à l'origine des malformations oculaires et qui font, plus particulièrement, l'objet de chapitres détaillés dans cet ouvrage

Regulation of pre-otic brain development by the cephalic neural crest

Emergence of the neural crest (NC) is considered an essential asset in the evolution of the chordate phylum, as specific vertebrate traits such as peripheral nervous system, cephalic skeletal tissues, and head development are linked to the NC and its derivatives. It has been proposed that the emergence of the NC was responsible for the formation of a “new head” characterized by the spectacular development of the forebrain and associated sense organs. It was previously shown that removal of the cephalic NC (CNC) prevents the formation of the facial structures but also results in anencephaly. This article reports on the molecular mechanisms whereby the CNC controls cephalic neurulation and brain morphogenesis. This study demonstrates that molecular variations of Gremlin and Noggin level in CNC account for morphological changes in brain size and development. CNC cells act in these processes through a multi-step control and exert cumulative effects counteracting bone morphogenetic protein signaling produced by the neighboring tissues (e.g., adjacent neuroepithelium, ventro-medial mesoderm, superficial ectoderm). These data provide an explanation for the fact that acquisition of the NC during the protochordate-to-vertebrate transition has coincided with a large increase of brain vesicles

Embryologie de la face et dysplasies otomandibulaires

Les dysplasies otomandibulaires regroupent l'ensemble des malformations congénitales qui affectent l'oreille et les mâchoires. La compréhension préalable du développement normal de l'embryon facilite l'approche clinique et thérapeutique des pathologies malformatives. Le développement des structures cranio-faciales met en jeu des mécanismes dont nous commençons à appréhender la complexité. Dans cette revue de la littérature, l'embryologie de la région otomandibulaire est rappelée. À la lumière des travaux récents de génétique et d'embryologie expérimentale, une approche clinique de la dysostose mandibulo-faciale est envisagée et une mise à jour des hypothèses pathogéniques est proposée

Crête neurale et évolution des vertébrés

La crête neurale (CN) est une structure transitoire et pluripotente de l’embryon des vertébrés. Elle se forme à partir des bords latéraux de la plaque neurale lors de la fermeture du tube neural. Les cellules qui la composent migrent et sont à l’origine de structures et de types cellulaires très divers : le système nerveux périphérique, des cellules endocrines, les mélanocytes et autres cellules pigmentaires ainsi que des dérivés mésenchymateux (tissu conjonctif, cartilagineux et osseux). Ces derniers se forment à partir de la CN entière chez les vertébrés inférieurs, mais sont fournis exclusivement par la CN céphalique (CNC) chez les vertébrés supérieurs (amniotes). Les vertébrés font avec les protocordés (céphalocordés et urocordés) partie du groupe des cordés. La CN n’existe que chez les vertébrés et peut donc être considérée comme une innovation qui, au cours de l’évolution, a marqué le passage des protocordés aux vertébrés. Les travaux réalisés dans notre laboratoire ont porté sur l’embryon d’oiseau. Grâce à la construction de chimères entre embryons de deux espèces différentes, le poulet et la caille, nous avons pu étudier les dérivés de la CN le long du névraxe et les voies de migration que les cellules de la CN suivent pour atteindre le site d’arrêt où elles se différencient. Nous avons montré que la CNC est à l’origine de la plus grande partie de la tête (squelette et tissu conjonctif). Ces notions ont amené à considérer que la CN a joué un rôle essentiel dans le processus de céphalisation qui caractérise le phylum des vertébrés. Des recherches récentes viennent renforcer cette notion en montrant que la CNC joue aussi un rôle important dans la neurogenèse cérébrale en régulant la production de facteurs de croissance, notamment de Fgf8, par les centres organisateurs secondaires des vésicules encéphaliques

Preface: Celebrating 150 Years of Neural Crest Research

International audienc

A New Ioxynil-Resistant Mutant in Synechocystis PCC 6714: Hypothesis on the Interaction of Ioxynil with the D1 Protein

International audienceA new Synechocystis 6714 mutant, loxII A , resistant to the phenol-type herbicide ioxynil was isolated and characterized. The mutation found in the psbA gene (encoding the D1 photosystem II protein) is at the same codon 266 as for the first ioxynil-resistant mutant IoxI A previously selected [G. Ajlani. I. Meyer, C. Vernotte. and C. Astier, FEBS Lett. 246, 207-210 (1989)]. In IoxII A , the change of Asn 266 to Asp gives a 3 × resistance, whereas in IoxI A , the change of the same amino acid to Thr gives a 10 × resistance. The effect of these different amino acid substitutions on the ioxynil resistance phenotype has allowed us to construct molecular models and calculate the hydrogen-bonding energies between the hydroxyl group of ioxynil and the respective amino acids at position 266

The Emerging Roles of the Cephalic Neural Crest in Brain Development and Developmental Encephalopathies

The neural crest, a unique cell population originating from the primitive neural field, has a multi-systemic and structural contribution to vertebrate development. At the cephalic level, the neural crest generates most of the skeletal tissues encasing the developing forebrain and provides the prosencephalon with functional vasculature and meninges. Over the last decade, we have demonstrated that the cephalic neural crest (CNC) exerts an autonomous and prominent control on the development of the forebrain and sense organs. The present paper reviews the primary mechanisms by which CNC can orchestrate vertebrate encephalization. Demonstrating the role of the CNC as an exogenous source of patterning for the forebrain provides a novel conceptual framework with profound implications for understanding neurodevelopment. From a biomedical standpoint, these data suggest that the spectrum of neurocristopathies is broader than expected and that some neurological disorders may stem from CNC dysfunctions