Une étude, dont les résultats intitulés «A two-tier junctional mechanism drives simultaneous tissue folding and extension» ont été publiés dans la revue Developmental Cell, a permis de révéler, dans le cadre de la morphogenèse, un mécanisme basé sur des jonctions cellulaires à deux étages capable d’induire un changement de forme épithélial complexe.

Relevons tout d'abord que «la morphogenèse est le processus par lequel les tissus épithéliaux sont remodelés pour donner forme à la vie pendant le développement embryonnaire». Il y a 7 «processus fondamentaux responsables du remodelage d’un tissu embryonnaire» puisque «un tissu peut (i) s’agrandir, (ii) se rétrécir, (iii) se tordre, (iv) s’épaissir, (v) s’affiner, (vi) se replier et (vii) s’allonger».

Jusqu'ici, «des mécanismes cellulaires ad hoc ont pu être identifiés pour chaque changement de forme»: ainsi, par exemple, «les cellules d’un tissu peuvent réduire leur surface apicale (mécanisme appelé constriction apicale) de façon coordonnée pour initier le repliement tissulaire» et «pendant l’allongement d’un tissu, les cellules peuvent se réorganiser en changeant de position les unes par rapport aux autres de façon stéréotypée (mécanisme appelé intercalation cellulaire)».

Par ailleurs, «pendant le développement de l’embryon, un tissu peut subir de multiples changements de forme, de façon non seulement séquentielle mais aussi simultanée»: par exemple, «pendant la gastrulation des vertébrés, le tissu embryonnaire s’allonge le long de l’axe antéro-postérieur (pour séparer la région qui formera la tête de celle qui formera l’anus) et, en même temps, se replie pour former le tube neural».

De ce fait, la question se pose de savoir comment un tissu peut changer de plusieurs formes simultanément. Dans ce contexte, l'étude ici présentée a mis en lumière, «en utilisant comme modèle l’embryon de drosophile (la mouche du vinaigre)», un nouveau mécanisme «responsable du repliement et de l’élongation simultanée d’un tissu» en démontrant «que le tissu ventral de l’embryon de drosophile (le futur mésoderme) se replie et s’allonge simultanément».

Alors que «généralement, les cellules épithéliales forment des points d’ancrage entre elles (aussi nommés jonctions d’adhérence) qui permettent de former un tissu et de transmettre des forces mécaniques générés par le cytosquelette d’actomyosine et responsables du remodelage tissulaire», cette étude démontre «que les cellules épithéliales peuvent former des systèmes de jonctions d’adhérence localisées sur deux positions différentes le long de l’axe apico-basal de la cellule (nommées ici 'jonctions à deux étages)».

Concrètement, «tandis que les jonctions du premier étage (le plus proche de la zone apicale) induisent la constriction apicale et éventuellement le repliement du tissu ventral, les jonctions du deuxième étage, simultanément, initient l’intercalation cellulaire et l’allongement tissulaire». Ce système de jonctions à deux étages découle «de l’action synergétique entre les motifs d’expression génétique antéro-postérieur et dorso-ventral».

Au bout du compte, ces observations «ouvrent une nouvelle voie de recherche pour mieux comprendre la morphogenèse composée et la synergie entre les motifs d’expression génétique connus pour établir les axes fondamentaux le long desquels le corps de l’animal se développe».