Myogenic specification in somites: induction by axial structures

Abstract

Specification of the myogenic phenotype in somites was examined in the early chick embryo using organotypic explant cultures stained with monoclonal antibodies to myosin heavy chain. It was found that myogenic specification (formation of muscle fibers in explants of somites or segmental plates cultured alone) does not occur until Hamburger and Hamilton stage 11 (12-14 somites). At this stage, only the somites in the rostral half of the embryo are myogenically specified. By Hamburger and Hamilton stage 12 (15-17 somites), the three most caudal somites were not specified to be myogenic while most or all of the more rostral somites are specified to myogenesis. Somites from older embryos (stage 13–15, 18–26 somites) showed the same pattern of myogenic specification--all but the three most caudal somites were specified. We investigated the effects of the axial structures, the notochord and neural tube, on myogenic specification. Both the notochord and neural tube were able to induce myogenesis in unspecified somites. In contrast, the neural tube, but not the notochord, was able to induce myogenesis in explants of segmental plate, a structure which is not myogenic when cultured alone. When explants of specified somites were stained with antibodies to slow or fast MyHC, it was found that myofiber diversity (fast and fast slow fibers) was established very early in development (as early as Hamburger and Hamilton stage 11). We also found fiber diversity in explants of unspecified somites (the three most caudal somites from stage 11 to 15) when they were recombined with notochord or neural tube. We conclude that myogenic specification in the embryo results in diverse fiber types and is an inductive process which is mediated by factors produced by the neural tube and notochord.

Régionalisation du somite et ségrégation des différents lignages somitiques

“…L'analyse du rôle de chaque structure environnante a été et est toujours l'objet de nombreuses études réalisées soit par des manipulations chirurgicales in vivo (Brand-Saberi et al, 1993;Dietrich et al, 1997;Goulding et al, 1994;Pourquié et al, 1993 ;Pownall et al, 1996 ;Rong et al, 1992 ;Spence et al, 1996 ;Teillet et al, 1998 ;Teillet et Le Douarin, 1983), soit par des expé riences de culture d'explants in vitro (Buffinger et Stockdale, 1994;Cossu et al, 1996;Fan et Tessier-Lavigne, 1994 ;Kenny-Mobbs et Thorogood, 1987 ;Maroto et al, 1997 ;Münsterberg et Lassar, 1995 ;Reshef et ai, 1998 ;Spence et al, 1996;Stem et al, 1995;Stem et Hauschka, 1995 ;Vivarelli et Cossu, 1986), soit par l'analyse de mutants (Asakura et Tapscott, 1998;Dietrich et al, 1993 ;Greene et al, 1998 ;Koseki et al, 1993 ;Spörle et al, 1996. Ces travaux démontrent que la régionalisation dorso ventrale du somite épithélial semble être le résultat des influences antagonistes émanant du complexe notochorde/plaque du plancher ventralement et du tube neu ral dorsal et de l'ectoderme dorsalement (fig. 1).…”

“…Des expériences de co-culture d'explants de méso derme paraxial, isolés ou en association avec des struc tures voisines, montrent que le tissu explanté ne se dif férencie vers aucun lignage à moins qu'une de ces structures soit présente (Buffinger et Stockdale, 1994;Cossu et al, 1996 ;Fan et Tessier-Lavigne, 1994 ;Müns terberg et Lassar, 1995;Reshef et ai, 1998;Spence et al, 1996). Ces expériences suggèrent que le mésoderme paraxial requiert pour se différencier des signaux exté rieurs au somite mais elles ne permettent pas de trancher quant à la nature exacte de ces signaux.…”