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Rayer, Mégane. Mécanisme de génération de forces par les cellules apoptotiques lors de la morphogenèse de la drosophile

Rayer, Mégane (2019). Mécanisme de génération de forces par les cellules apoptotiques lors de la morphogenèse de la drosophile.

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Résumé en francais

Chaque espèce vivante acquiert une forme qui lui est propre. La génération de forces mécaniques est l'une des stratégies utilisées par les cellules pour sculpter les organes. Lors du développement animal, les forces mécaniques générées dans le plan des jonctions adhérentes sont importantes pour le remodelage des tissus épithéliaux. Ces forces planaires ont été particulièrement étudiées ces dernières années. C'est le cas notamment de la constriction apicale des cellules lors de l'invagination du mésoderme de l'embryon de drosophile. La réduction de l'apex des cellules est considérée comme un processus fondamental pour la formation de la pliure initiale de cet épithélium. Toutefois, il a été découvert récemment que des forces peuvent aussi être générées dans l'axe apico-basal des cellules. L'équipe dans laquelle j'ai effectué ma thèse a montré que de telles forces sont requises pour la formation de plis dans la patte de la drosophile lors de son développement. Dans ce processus, avant de disparaitre par apoptose (ou mort programmée), les cellules vont former une structure apico-basale appelé "câble de myosine" qui, en se contractant, va induire une déformation des cellules voisines, aboutissant progressivement à la formation de plis. Cependant, les mécanismes requis pour la génération de la force apico-basale restaient inconnus. L'objectif de ma thèse était donc de chercher comment ces cellules destinées à mourir pouvaient générer une force efficace. L'hypothèse de travail était que ce câble de myosine devait être ancré au pôle apical et au pôle basal de la cellule afin de fournir une résistance permettant la génération d'une force efficace pouvant être transmise aux cellules voisines. J'ai donc cherché à identifier ces points d'ancrage grâce à des techniques d'imagerie et de génétique. Dans un premier temps, j'ai identifié le point d'ancrage apical du câble. En effet, les cellules apoptotiques réduisent leur apex mais conservent leurs jonctions adhérentes au niveau desquelles co-localise l'extrémité apicale du câble de myosine. Dans un deuxième temps, j'ai cherché quel pourrait être le point d'ancrage basal du câble de myosine. Une observation surprenante montre que le noyau des cellules apoptotiques est systématiquement relocalisé au pôle basal et que le câble de myosine rentre en contact avec lui. J'ai testé si le noyau joue un rôle dans l'ancrage du câble de myosine en perturbant sa localisation basale. La perte de fonction de Klarsicht, une protéine du complexe LINC, empêche la cellule d'induire une déformation des cellules voisines, montrant que dans ce contexte où le noyau n'est pas relocalisé au pôle basal de la cellule, la force n'est pas ou peu produite. Finalement, j'ai pu montrer que le noyau est lui-même ancré au pôle basal de la cellule afin de fournir un point de résistance lors de la contraction du câble. En effet, j'ai étudié la mobilité des noyaux, montrant d'une part que les noyaux apoptotiques sont moins mobiles que ceux des cellules non-apoptotiques et, d'autre part, que l'actine et la Taline, un composant des adhésions basales, sont requises pour la stabilisation du noyau apoptotique. De plus, j'ai observé que, lors de la contraction du câble, le noyau remonte simultanément et que celui-ci se déforme localement. Finalement, des expériences d'ablation laser du câble de myosine montrent un relâchement de la surface apicale et un recul du noyau. Ainsi, la force émise par les cellules apoptotiques est transmise dans l'axe apico-basal par une liaison adhérence apicale-câble-noyau. Mon travail met en lumière un mécanisme original de génération de force. Ce nouveau mécanisme de force apico-basale pourrait être conservé dans d'autres types cellulaires engagés dans des processus d'invagination au cours de la morphogenèse. Mes résultats montrent également que le noyau joue un rôle nouveau, au-delà de son rôle de protection du génome, en participant activement à la génération d'une force.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Suzanne, Magali
Monier, Bruno
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Biologie Cellulaire et Moléculaire du Contrôle de la Prolifération (LBCMCP), UMR 5088
Mots-clés libres :Morphogenèse - Apoptose - Epithélium - Noyau - Acto-myosine - Forces mécaniques - Complexe LINC - Taline - Adhésion basales - Microtubules - Drosophile
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :20 Feb 2020 13:05