Deciphering the relationships between cell proliferation and differentiation during intestinal organogenesis in C. elegans
Étude des relations entre la prolifération et la différenciation cellulaire au cours de l'organogenèse intestinale chez C. elegans
Résumé
Cell proliferation and differentiation are essential processes underlying multicellular organism development. Cell proliferation arrest usually precedes terminal differentiation, suggesting that these two processes may be coordinated. Here we took advantage of the very stereotyped development of the C. elegans intestine to address whether the control of the proliferation and differentiation programs are systematically coupled. We show that retarding cell cycle arrest leads to a delay in the recruitment of some, but not all, brush border components. Reciprocally, we find that cell cycle arrest relies on the differentiation factors ELT-2 and ELT-7 only in posterior intestinal cells. The occurrence of supernumerary divisions in the absence of ELT-2 and ELT-7 is associated with changes in the expression pattern of the cell cycle regulators CKI-1 and cyclin B1. Our work thus demonstrates the existence of reciprocal interactions between cell proliferation and cell differentiation. It nevertheless also shows that these two processes are only partially coupled, suggesting the existence of additional mechanisms ensuring their temporal control.
La prolifération et la différenciation cellulaires sont des processus essentiels qui sous-tendent le développement des organismes multicellulaires. L'arrêt de la prolifération cellulaire précède généralement la différenciation terminale, suggérant que ces deux processus pourraient être coordonnés. Nous avons utilisé le développement très stéréotypé de l'intestin de C. elegans pour déterminer si les contrôles des programmes de prolifération et de différenciation sont systématiquement couplés. Nous montrons qu'un retard dans l'arrêt du cycle cellulaire entraîne un retard dans le recrutement de certains composants seulement de la bordure en brosse. Réciproquement, nous constatons que l'arrêt du cycle cellulaire repose sur les facteurs de différenciation ELT-2 et ELT-7 uniquement dans les cellules intestinales postérieures. L'apparition de divisions surnuméraires en l'absence d'ELT-2 et d'ELT-7 est associée à des changements dans le profil d'expression des régulateurs du cycle cellulaire CKI-1 et cycline B1. Notre travail démontre donc l'existence d'interactions réciproques entre la prolifération et la différenciation cellulaire. Il montre cependant aussi que ces deux processus ne sont que partiellement couplés, suggérant l'existence de mécanismes supplémentaires assurant leur contrôle temporel.
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