SV-A L'organisme vivant en lien avec son environnement (BCPST 1 et 2)
SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2)
SV-C La cellule dans son environnement (BCPST 1)
SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (BCPST 1)
SV-E Le métabolisme cellulaire (BCPST 1)
SV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2)
SV-G Reproduction (BCPST 2)
SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2) IntroSV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2)

L'étude des mécanismes de développement chez les Métazoaires est conduite à partir de l'organogenèse du bourgeon de membre chez les Vertébrés Tétrapodes. Après une étude générale des étapes du développement, l'analyse de résultats expérimentaux conduit à identifier les mécanismes cellulaires responsables de la mise en place du membre chiridien. Les processus de différenciation cellulaire sont étudiés dans le cas des cellules musculaires striées squelettiques des membres. Plusieurs espèces modèles de Tétrapodes sont exploitables pour l'analyse des faits et des résultats expérimentaux.
SV-H-1 Les étapes du développement embryonnaire chez les Vertébrés
SV-H-2 Développement du bourgeon de membre
Savoirs visés : Capacités exigibles :
Le membre chiridien des Vertébrés Tétrapodes est formé à partir d'un bourgeon de membre au cours de l'organogenèse. Il développe trois segments successifs orientés selon trois axes de polarité.
Le dernier, l'autopode, forme, par un processus de mort cellulaire programmée, un nombre de doigts variable selon les espèces.
Les axes de polarité du membre sont mis en place par des centres inducteurs qui interagissent par la diffusion de facteurs paracrines. Des cascades d'induction spécifient ainsi progressivement des territoires et des cellules. Elles modifient les caractéristiques de leurs réponses aux signaux (compétence) et spécifient de proche en proche leur devenir.
La position des membres le long de l'axe antéro-postérieur ainsi que l'identité des différents segments du membre sont le produit d'une combinaison d'expression de gènes homéotiques (gènes Hox). Ces gènes codent des facteurs de transcription.
Les gènes Hox sont organisés en complexes chromosomiques. Leur patron d'expression spatial et temporel est corrélé à leur position dans les complexes chromosomiques.


Précisions et limites :
Les mécanismes moléculaires de la mort cellulaire programmée ne sont pas au programme.
Les données expérimentales sont fondées sur les techniques suivantes dont les principes doivent être connus : hybridation in situ, ablation et greffe de groupes de cellules, application de facteurs diffusibles, étude d'organismes génétiquement modifiés, expression de gènes rapporteurs.
On propose un modèle simple d'interactions entre centres inducteurs limité à quelques facteurs paracrines (famille des FGF, Shh, Wnt).
Le détail des voies de signalisation n'est pas exigible.
On se limite à étudier les mécanismes de spécification de l'identité des membres selon leur position dans l'axe antéro-postérieur et de l'identité des segments selon l'axe proximo-distal.
- Comparer l'organisation du membre chiridien des Tétrapodes au sein d'un même organisme (variations selon les ceintures) et entre organismes (variations selon les taxons).
- Caractériser différentes étapes du développement du membre à partir de clichés (microscopie optique ou électronique, hybridation in situ, immunocytochimie, radiographie aux rayons X).
- Exploiter des données expérimentales pour montrer l'existence de plusieurs centres inducteurs du développement du bourgeon de membre et leur rôle dans la mise en place des polarités du membre.
- Discuter du concept d'induction à l'aide de données montrant l'importance de l'âge et de la localisation des territoires inducteurs ou induits dans la réalisation du développement du membre.
- Exploiter des données expérimentales afin de montrer le rôle inducteur et morphogène de facteurs paracrines.
- Analyser des données d'expression génétique pour corréler l'organisation génomique des gènes Hox et leur patron d'expression.
- Exploiter des données pour mettre en évidence le rôle des gènes Hox dans l'acquisition de l'identité des membres et de leurs différents segments.














SV-H-3 Différenciation d'un type cellulaire : la cellule musculaire striée squelettique
SV-I Communications intercellulaires et intégration d'une fonction à l'organisme (BCPST 2)
SV-J Populations et écosystèmes (BCPST 1)
SV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2)




"Les capacités surlignées en bleu sont celles qui peuvent être plus particulièrement
abordées lors des séances de travaux pratiques ou lors des activités de terrain,
sans que cela ne soit exclusif à ces séances." (programme officiel BCPST 2021)

Consulter le programme de BCPST1-2 : SV 2013 | ST 2013 | SV 2021 | BG 2021 | ST 2021