Thèse Rôle de Pitx3 dans le Développement des Placodes Crâniennes H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : MCD - Molecular, Cellular and Developmental Biology Unit Direction de la thèse : Julie BATUT ORCID 0000000219842094 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-24T23:59:59 Résumé : Chez les vertébrés, les organes sensoriels assurent la perception de l'information et sa transmission au système nerveux central. Ces organes se développent pendant l'embryogenèse à partir des placodes crâniennes, des épaississements transitoires de l'ectoderme antérieur qui sont eux-mêmes dérivés de l'ectoderme pré-placodal (PPE). Deux grandes classes de neurones se développent à partir de la placode olfactive : les neurones sensoriels captent les odeurs avec des récepteurs olfactifs alors que les neurones à GnRH3 sont impliqués dans le développement sexuel. Cependant, le mécanisme moléculaire contrôlant l'apparition de cette diversité reste à adresser. Pitx3 est un facteur de transcription à homéodomaine dont le patron d'expression se superpose au territoire d'origine des deux classes de neurones. Il joue un rôle positif dans la spécification des cellules dérivant de deux autres placodes crâniennes antérieures (l'adénohypophyse et le cristallin). En effet, il est impliqué dans des pathologies oculaires comme la cataracte congénitale, la dysgénésie mésenchymateuse du segment antérieur ou l'aphakie (absence de cristallin). Le projet consiste à analyser le rôle de pitx3 dans le développement des placodes crâniennes antérieures chez l'embryon de poisson zèbre. Il comprend trois axes : i) une analyse spatiotemporelle et fonctionnelle de Pitx3 grâce à un mutant perte de fonction disponible au laboratoire, ii) une caractérisation de ses gènes cibles par une approche de transcriptomique à l'échelle de la cellule unique et enfin iii) la mise à jour les réseaux géniques spécifiques et communs au développement des placodes crâniennes antérieures par des expériences de sauvetage ciblés maitrisés dans l'équipe d'accueil. Chez le poisson zèbre, il existe trois placodes crâniennes antérieures: la placode adénohypophysaire (ADH) qui donnera le lobe antérieur de l'hypophyse, la placode olfactive à l'origine de l'épithélium olfactif et la placode cristallinienne.
Des études de lignage ont montré que les précurseurs de ces différentes placodes sont mélangés initialement dans l'ectoderme préplacodal (PPE) avec une légère régionalisation antéro-postérieur à la fin de la gastrulation. Ainsi les précurseurs des placodes antérieures sont localisés dans la partie la plus rostrale du PPE et cette séparation spatiale peut également être visualisée par l'expression régionalisée de facteurs de transcriptions comme six4b, eya1 et pitx3. De manière intéressante, leur expression persiste pendant la formation de plusieurs placodes dont la placode olfactive. Pitx3 est un facteur de transcription à homéodomaine qui a un rôle dans la formation de la pré-placode ADH, dans la spécification cellulaire ainsi que dans le développement du cristallin et de l'hypophyse. De façon intéressante, Dutta et collaborateurs ont montré que dans la région latérale du PPE, les progéniteurs des placodes olfactives et du cristallin sont mixés uniquement là où les domaines d'expression de dlx3b et pitx3 se chevauchent. Au contraire, dans la région médiale où les domaines d'expression de pitx3 et dlx3b se chevauchent très significativement, il y a justement un très fort mélange des progéniteurs des placodes olfactives et ADH. Bien que les progéniteurs médiaux pitx3-positifs forment un domaine d'équivalence pour les destins cristallin et ADH, il est tout à fait possible que ces mêmes progéniteurs médiaux aient en réalité un potentiel équivalent pour les placodes crâniennes antérieures (i.e: ADH, olfactive et cristallinienne). Ainsi, pitx3 pourrait agir comme un gène identitaire des placodes crâniennes antérieures. Pour cette étude, nous disposons d'une lignée rapportrice transgénique qui reproduit le profil d'expression endogène et nous avons généré une lignée mutante pour pitx3 qui montre une absence de cristallin mimant la pathologie humaine et le mutant aphakia chez la souris. Nous souhaitons maintenant caractériser le rôle de pitx3 dans le développement des placodes crâniennes et la mise en place des différentes populations cellulaires. Le projet permettra de mettre à jour les réseaux géniques dépendants de pitx3 impliqués dans le développement de l'ADH, l'épithélium olfactif et du cristallin pour comprendre la diversité des placodes crâniennes antérieures.

Le ou la candidate doit avoir de solides connaissances en biologie du développement, en biologie cellulaire et en imagerie photonique sur le vivant, mais également en bio-informatique et en science des données. Le projet de recherche sera financé par la réussite de l'étudiant ou l'étudiante au concours de l'école doctorale BSB de Toulouse. Une connaissance du modèle du poisson zèbre ainsi qu'une expertise en techniques d'hybridation in situ et de scRNAseq seraient appréciées.