xMLP est un gène de réponse précoce au calcium lors de la détermination neurale chez Xenopus laevis

xMLP is a calcium target gene involved in Xenopus neural fates

Centre de Biologie du Développement, CNRS-UMR5547, Université Paul Sabatier, Bat. 4R3. 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse cedex, France. Tel : (33) (0) 5 61 55 63 98 – Fax : (33) (0) 5 61 55 65 07 – mel : moreau@cict.fr

Résumé

Pendant la gastrulation chez l’embryon d’Amphi- bien, les cellules ectodermiques ont le choix entre un destin épidermique et un destin neural. Ce choix de destinée résulte d’un antagonisme entre l’activation ventralisante de la voie induite par les « Bone Morphogenetic Proteins » (spécification épidermique), et les facteurs dorsalisants (tels que Noggin, Chordin ou Follistatine) sécrétés par le mésoderme en dorsal (spécification neurale). De plus, la détermination neurale nécessite une signalisation instructive qui implique l’activation de canaux calciques de type L. L’augmentation de la concentration intracellulaire en calcium qui en résulte est nécessaire et suffisante pour orienter les cellules de l’ectoderme compétent vers la voie neurale. Nous avons recherché par criblage d’une banque soustractive entre ectodermes induits dans la voie neurale versus non induits, les gènes de détermination neurale qui sont immédiatement transcrits après la variation calcique. Le premier gène candidat étudié ici code pour xMLP, une « MARCKS like protein ». xMLP est activé par une augmentation de la concentration calcique intracellulaire et par le facteur dorsalisant Noggin. Il est exprimé au niveau des territoires neuraux au cours de la gastrulation et de la neurulation. Le rôle possible de xMLP dans la détermination neurale sera discuté.

Abstract

In vertebrates, neural induction occurs during gastrulation when ectodermal cells choose between two fates, neural and epidermal. In Xenopus, neural induction has been regarded as a default pathway as it occurs, in dorsal ectoderm, when ventralizing signals (mainly Bone Morphogenesis Proteins, BMPs, potent epidermal inducers) are inhibited by dorsalizing signals, including factors such as noggin, chordin, and follistatin. However, our previous studies demonstrated that an instructive signal triggered by the activation of L-type voltage- sensitive calcium channels, resulting in a transient increase in intracellular free calcium, appears to be a necessary and sufficient requirement to induce the competent ectoderm toward the neural pathway.

Here we further explore the relationship between the Ca²⁺ transient signals observed and the expression of early neural genes. We have performed a subtractive approach to identify the genes which are transcribed early after the calcium signal and involved in neural determination. We have analyzed a candidate gene (xMLP) which encodes a MARCKS- like protein, a substrate for PKC. We show that this gene is activated by a calcium transient signals and induced by noggin overexpression. xMLP is expressed at the right time in presumptive neural territories. The putative role of xMLP in the process of neural induction is discussed.