Morphogenetic mechanisms in zebrafish inner ear neurogenesis

Abstract

L’orella interna dels vertebrats és una estructura altament organitzada i complexa on cadascun dels específics tipus cel•lulars és generat a dominis concrets. Per aquest motiu, l’especificació cel•lular i la seva organització espaciotemporal està lligada a la morfogènesis de tot l’òrgan. En aquest projecte analitzen en detall la regulació espaciotemporal durant la formació dels dominis sensorial i neurogènic de l’orella interna i la relació entre els gens proneurals i la via de senyalització de Notch. Diferents estudis han mostrat l’expressió dels gens proneurals i l’especificació dels progenitors neuronals. No obstant, la dinàmica de la neurogènesis i els comportaments cel•lulars involucrats en aquest procés romanen desconeguts. Per aquest motiu, analitzem en detall la formació del domini neurogènic. Mitjançant una quantificació dinàmica de l’expressió del gen proneural juntament amb l’anàlisi 4D dels comportaments cel•lulars, revelem el mecanisme d’iniciació del procés de neurogènesis òtica, el qual depèn de la dinàmica cel•lular i de la senyalització de FGF.

The vertebrate inner ear is a highly ordered and complex structure, in which specialized cell types originate at distinct but specific domains. Therefore, patterning and cell fate specification must be coupled with morphogenesis of the entire organ. In this work we analyze in detail the spatiotemporal regulation of the formation of the inner ear sensory and neurogenic domains and the relation of proneural genes and Notch signaling. Although several studies have reported the expression of proneural genes and specification of neuronal progenitors, the dynamics of neurogenesis and cell behaviors involved in this process are still elusive. Moreover, we focus in more detail on the formation of the neurogenic domain. We perform a dynamic quantification of proneural gene expression combined with a 4D analysis of cell behaviors, and unveil the mechanisms of initiation of otic neurogenesis, which relies on both cell dynamics and FGF pathway.