Introduction à l'embryologie animale

Durée

25h Th

Nombre de crédits

Enseignant

Virginie Gridelet

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue française

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Le projet principal que j'envisage pour ce cours est de permettre aux étudiants de comprendre comment à partir de la fusion de deux gamètes de deux individus différents, un nouvel être peut se créer, se former, se développer, grandir et finalement « se perfectionner » à travers l'évolution de différentes espèces.

Nous verrons la détermination et la différenciation cellulaire. Comment à partir d'une cellule unique (le zygote), un individu composé de 200 types cellaires différents arrive à se former et à se mettre en place selon les différents axes de développement.

Enfin, la technologie appliquée à la biologie du développement est essentielle à comprendre pour les enjeux de demain. Qu'est-ce que l'homme est capable de faire à partir de cellules ou des modèles de développement?

Le premier chapitre de cette partie expliquera comment à partir d'une cellule, des cellules différentes peuvent apparaître et donc globalement comment se déroule le développement au niveau cellulaire. Les processus de diversification et de différenciation cellulaire seront décrits avec l'exemple de différentes expériences expliquant ces processus.

Un chapitre sera consacré aux cellules souches car ce sont à partir d'elles que se développent les différents types cellulaires et organes pour la constitution d'un individu. Durant ce chapitre, nous étudierons la différentiation cellulaire  ainsi que les acteurs clés de cette différentiation (les facteurs de transcription et les protéines inductrices, les gènes régulateurs du développement, le support génétique au début du développement embryonnaire...). Ce cours est envisagé comme le dernier de la première partie car il permet plus aisément de faire la transition avec la seconde partie du programme.

Durant la seconde partie, la détermination du sexe dans les espèces gonocchoriques sera abordée pour expliquer différents systèmes selon les espèces. Le processus de la méiose sera décrit en détail ainsi que la formation des gamètes mâles et femelles. La spermatogenèse et l'ovogenèse seront expliquées pour le cas des mammifères. Le cours suivant, la fécondation sera expliquée ainsi que la reconnaissance spécifique intra-espèce du spermatozoïde par l'ovocyte. Dans la continuité de cette fécondation, nous verrons la segmentation des cellules embryonnaires, la formation de la morula et du blastocyste ainsi que les premières différenciations cellulaires. Par la suite, l'implantation de l'embryon et le développement des différentes annexes extra-embryonnaires seront considérés. Ces éléments sont cruciaux car l'embryon en dépend pour sa survie et sa croissance.


L'ontogénie de différentes classes (oursin, insecte, amphibien, poisson, oiseau et mammifère) sera analysée spécifiquement durant plusieurs cours théoriques. Une bonne compréhension du développement embryonnaire permet de concevoir plus intuitivement l'organisation anatomique et cellulaire caractéristiques de ces organismes. La mise en place des axes dorso ventral chez le Xénope sera abordée ainsi que la mise en place des axes céphalo-caudal chez la drosophile. Les gènes homéotiques seront brièvement expliqués. 


L'analyse de ces développements lors d'un cours participatif permettra aux étudiants d'appréhender les points communs et les différences fondamentales inter-classes. Lors de ce cours, les étudiants travailleront par petits groupes pour reconstituer une ligne du temps pour chacune des cinq classes. Ces cinq lignes du temps seront mises en parallèle sur un mur du local pour pouvoir avoir une vue d'ensemble globale des différents développements embryonnaires les uns à côté des autres.  Les étudiants auront donc l'occasion durant ce cours de s'approprier la matière d'une manière différente que de l'ex cathedra.
 

Le dernier chapitre de cette deuxième partie sera consacré aux manipulations génétiques chez l'animal, aux cellules IPS et la dédifférenciation cellulaire, aux organoïdes, à la thérapie génique réalisée à partir de cellules souches et au clonage thérapeutique.  Il est intéressant pour les étudiants de pouvoir aborder de la science appliquée en biologie du développement car il y a de fortes chances qu'ils y soient confrontés dans leur stage ou leur travail plus tard.

 

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Objectifs pédagogiques:

 

Savoir expliquer :

- la détermination cellulaire

- la différenciation cellulaire

- les gènes homéotiques

- les déterminants cellulaires

- les gènes sélecteurs

- les signaux extra-cellulaires inducteurs

- les morphogènes

- la division symétrique

- la division asymétrique

- l'épigénétique

- la détermination du sexe selon différentes espèces

- la spermatogenèse et l'ovogenèse

- la fécondation et la reconnaissance intra-espèce

- l'apport du spermatozoïdes à l'ovocytes lors de la fécondation


- les 2 types de segmentation

- l'implantation embryonnaire

- la placentation

- la gastrulation et les différentes modes

- le devenir des 3 feuillets embryonnaires

- le développement de l'oursin

- le développement d'un insecte

- le développement des amphibiens

- le développement des poissons

- le développement des oiseaux

- le développement des mammifères

- les différences entre ces développements

- les différents types de cellules : totipotentes, multipotentes, unipotente

- le contrôle génétique de la différenciation cellulaire (chez la drosophile et chez le xénope)


- la mise en plan du plan dorso-ventral (drosophile et xénope) et les molécules qui interviennent

- la mise en place du plan antéro-postérieur (drosophile et xénope) et les molécules qui interviennent

- les manipulations génétiques techniquement possibles pour la modification d'expression d'une protéine par une cellule ou un organisme entier + être capable de donner un exemple concret

- les cellules souches

- les cellules pluripotes naturelles

- les cellules pluripotentes induites

- les organoïdes

- le clonage thérapeutique

- le diagnostic pré-implantatoire + exemple de maladie

 

Pouvoir décrire et annoter sur un schéma:

- un spermatozoïde

- un ovocyte

- un œuf d'amphibien

- un œuf d'oiseau

- un ovocyte

- un blastocyste

- les différentes annexes extra-embryonnaires (oiseaux et mammifères)

- un embryon au moment de la gastrulation

- les différents feuillets du développement

- la notochorde, la plaque neurale, les mésomères

- les axes dorso-ventral selon la concentration de BMP et de ses inhibiteurs

 

Etre capable d'argumenter :

- sur les différences inter-classes entre les différents types de développements embryonnaires

- sur l'utilisation des techniques pour la modification d'organismes dans un but thérapeutique ou de recherche fondamentale

- sur les différents types de placentation

- sur les limites que la loi donne à la science dans la sélection d'embryons humains et dans les modifications génétiques réalisées sur des animaux

- sur les différents niveaux de développement cellulaire et leur devenir

- sur la différence entre la détermination et la différenciation cellulaire

- sur les processus de détermination et de différenciation cellulaire

- sur les différences entre les différents niveaux de détermination et de différenciation

- l'utilisation des cellules souches

- l'utilisation de cellules IPS

Savoirs et compétences prérequis

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Cours en présentiel ex cathedra ainsi que cours participatif où les étudiants doivent faire le bilan des différents types de développement et le présenter au reste de la classe.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel


Explications complémentaires:

Présentiel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Livres de référence :
- Atlas of Descriptive Embryology - Gary C. Schoenwolf - 7ème édition - PEARSON - 2008
- Biologie du développement - Albert Le Moigne, Jean Foucrier - 7ème édition - DUNOD - 2009

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( QCM, questions ouvertes )


Explications complémentaires:

Questions vrai ou faux (avec questionnaire smart)

Si réponse juste = 1 point, si réponse fausse = -0,2, point si absence de réponse = 0 point

Questions ouvertes courtes

Question ouverte longue

Schémas à annoter

Stage(s)

Non

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Contacts

virginie.gridelet@uliege.be

Association d'un ou plusieurs MOOCs

Notes en ligne