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Carayon, Alexandre. Mise en place de l'identité musculaire durant la myogenèse embryonnaire chez la drosophile

Carayon, Alexandre (2018). Mise en place de l'identité musculaire durant la myogenèse embryonnaire chez la drosophile.

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Résumé en francais

La diversité morphologique des muscles squelettiques permet la précision et la coordination des mouvements propres à chaque espèce animale. L'établissement du patron musculaire a lieu au cours du développement embryonnaire durant le processus de myogenèse. Il a été décomposé en quatre étapes chez la drosophile : la spécification de groupes de myoblastes équivalents (groupes promusculaires) à des positions précises du mésoderme, la sélection d'une ou plusieurs cellules progéniteurs à partir de chaque groupe, la division asymétrique des progéniteurs en cellules fondatrices des muscles, et enfin, la fusion d'une cellule fondatrice avec un nombre défini de myoblastes compétents pour la fusion qui forme une myofibre syncytiale. Ce processus aboutit à la mise en place d'un patron stéréotypé de muscles morphologiquement distincts par leur taille, orientation, forme, et sites d'attachement au squelette ; ces caractères définissant l'identité du muscle. Chez la drosophile, chacun des 30 muscles par hémisegment de la larve est constitué d'une seule myofibre. Il a été proposé que l'identité morphologique de cette fibre soit contrôlée par une combinatoire de facteurs de transcription identitaires (FTi) exprimés par la cellule fondatrice. Mon projet de thèse a porté sur le contrôle transcriptionnel de l'identité musculaire, avec comme modèle d'étude, un muscle dorso-latéral de la larve de drosophile, le muscle DA3 dont un FTi est Collier/EBF (Col). La transcription de col est activée dans un groupe promusculaire, puis transitoirement dans les quatre progéniteurs issus de ce groupe, avant d'être maintenue spécifiquement dans la myofibre DA3. Dans des embryons mutants pour col, le DA3 est transformé en muscle plus dorsal, DA2. Les travaux précédents de l'équipe ont montré que la transcription de col dans le lignage DA3 est contrôlée par deux modules cis-régulateurs, EarlyCRM et LateCRM, séparés physiquement sur le chromosome et agissant séquentiellement. Leur chevauchement temporel d'activité restreint au progéniteur DA3 et l'autorégulation directe du LateCRM ont mené à l'hypothèse d'un mécanisme de " passage de témoin " entre ces deux CRM, spécifique au progéniteur DA3. L'objectif de ma thèse était de tester cette hypothèse et de comprendre comment une information temporelle et spatiale intégrée par un CRM est transmise à un autre CRM, pour définir une identité cellulaire, une question fondamentale au-delà du cas d'espèce que constitue le muscle DA3. J'ai d'abord entrepris une étude in vivo de la fonction des EarlyCRM et LateCRM en générant les délétions chromosomiques correspondantes par la méthodologie Crispr/Cas9. L'analyse de la transcription de col et du patron musculaire dans ces lignées mutantes a remis en cause le modèle du passage de témoin obligé. Mes résultats ont en effet montré que le LateCRM est activé dans le progéniteur DA3 en absence du EarlyCRM, même si la présence des deux CRM est nécessaire pour une spécification robuste de l'identité DA3. J'ai donc ré-orienté mon projet vers la caractérisation du phénotype mutant LateCRM, une transformation DA3 en DA2, le seul mutant strict d'identité musculaire généré à ce jour. J'ai pu montrer 1) qu'une étape clé du processus d'identité musculaire est la transmission de FTi(s) à tous les noyaux recrutés dans la myofibre syncytiale et 2) qu'un changement d'identité altère le comportement de locomotion larvaire. Enfin, l'observation de la formation de muscles " branchés " dans les mutants LateCRM ouvre de nouvelles perspectives d'étude de myopathies humaines. L'ensemble de mes travaux de thèse m'a permis de réviser le modèle proposé de communication moléculaire entre CRM dans le contrôle de l'identité musculaire, et de caractériser une mutation affectant la morphologie d'un seul muscle, ouvrant de nouvelles perspectives d'étude de myopathies humaines.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Frendo, Jean-Louis
Vincent, Alain
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Centre de Biologie du Développement (CBD), UMR 5547
Mots-clés libres :Edition du génome : Crispr/Cas9 - Drosophile - Module cis régulateur (CRM) - Régulation transcriptionnelle - Myogenèse - Locomotion larvaire
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :05 Apr 2019 11:00