Ensconsin/Map7 promotes microtubule growth and centrosome separation in Drosophila neural stem cells.

International audienceThe mitotic spindle is crucial to achieve segregation of sister chromatids. To identify new mitotic spindle assembly regulators, we isolated 855 microtubule-associated proteins (MAPs) from Drosophila melanogaster mitotic or interphasic embryos. Using RNAi, we screened 96 poorly characterized genes in the Drosophila central nervous system to establish their possible role during spindle assembly. We found that Ensconsin/MAP7 mutant neuroblasts display shorter metaphase spindles, a defect caused by a reduced microtubule polymerization rate and enhanced by centrosome ablation. In agreement with a direct effect in regulating spindle length, Ensconsin overexpression triggered an increase in spindle length in S2 cells, whereas purified Ensconsin stimulated microtubule polymerization in vitro. Interestingly, ensc-null mutant flies also display defective centrosome separation and positioning during interphase, a phenotype also detected in kinesin-1 mutants. Collectively, our results suggest that Ensconsin cooperates with its binding partner Kinesin-1 during interphase to trigger centrosome separation. In addition, Ensconsin promotes microtubule polymerization during mitosis to control spindle length independent of Kinesin-1

Analyse de la prolifération cellulaire et de l'aneuploïdie dans les mutants sas-4 et aurA chez Drosophila melanogaster

Cellular overproliferation associated with aneuploidy is a common hallmark of cancers. Low genetic instability may be a contributing factor of tumorigenesis. Recently, it was shown on a cellular cancer model in culture that strong aneuploidy compromises cell proliferation by causing cell death. During my thesis, we have test if this hypothesis was verified in vivo by using as a model, the tumours of the larval central nervous system of D. melanogaster. We decided to use mutants involved in mitotic spindle formation and chromosome segregation (Sas-4 or AurA) to induce these tumours. To generate aneuploidy, we chose to associate these mutations with mutations in genes essential for the SAC, Mad2 or BubR1ken. We then analysed the effect of the SAC depletion on the Nb proliferation. For sas-4, loss of the SAC leads to high aneuploidy and a decrease in Nb number associated with brain size reduction. It completely undermines the ability of mutant brain to induce tumors when injected into the abdomen of healthy adult flies. In the case of aurA, nor increase of aneuploidy in tissue or decrease in nb proliferation have been observed. Moreover, the same proportion of flies injected with aurA or aurA mad2 brains developed tumours. To better understand why the aurA mutant not react as the sas-4 mutant to the SAC depletion, we undertook a detailed analysis of aurA and aurA mad2 mutants. We first observed that despite the SAC depletion, 1) there is always a delay in mitosis in aurA mad2 and 2) there is a delay between SAC satisfaction and anaphase onset in aurA. Since anaphase onset is dependent of the CycB and Securine degradation via the APC / C, we analysed the behaviour of the CycB (coupled with a GFP tag) by real-time videomicroscopy and observed a defect in the regulation of CycB degradation in aurA and in the double aurA mad2 mutant. These observations lead us to propose a new role for AurA kinase in regulating the degradation of CycB at the end of mitosis.Une surprolifération cellulaire associée à de l’aneuploïdie est un marqueur couramment retrouvé dans les cancers et une faible instabilité génétique peut-être un élément aggravant (sinon déclencheur) de la tumorigénèse. Récemment, il a été montré sur un modèle de cellules cancéreuses en culture qu’une forte aneuploïdie compromet la prolifération cellulaire en entraînant la mort de ces dernières. Au cours de ma thèse, nous avons souhaité tester si cette hypothèse se vérifiait in vivo en utilisant comme modèle, les tumeurs du système nerveux central de la larve de D. melanogaster. Nous avons fait le choix d’utiliser des mutants pour des gènes impliqués dans la formation du fuseau mitotique et la ségrégation des chromosomes (Sas-4 ou AurA) afin d’induire ces tumeurs. Pour générer l’aneuploïdie, nous avons choisi d’associer les mutations sas-4 ou aurA avec des mutations pour des gènes essentiels du SAC, Mad2 ou BubR1ken. Nous avons ensuite analysé par immunofluorescence et microscopie l’effet de la perte du SAC sur la prolifération des Nb. Pour sas-4, la perte du SAC cause l’apparition d’une forte aneuploïdie et une baisse du nombre de Nb associée à une forte réduction de taille des cerveaux. Cela compromet totalement la capacité des cerveaux mutants à induire des tumeurs lorsqu’on les injecte dans l’abdomen de mouches adultes saines. Dans le cas d’aurA, ni hausse de l’aneuploïdie dans le tissu ni baisse de la prolifération des Nbs n’ont été observés. Par ailleurs, la même forte proportion de mouches injectées avec des cerveaux aurA ou aurA mad2 développant une tumeur a été constaté. Afin de mieux comprendre pourquoi le mutant aurA ne réagit pas comme le mutant sas-4 à la déplétion du SAC, nous avons entrepris une analyse détaillée des mutants aurA et aurA mad2. Nous avons d’abord observé que, malgré la perte du SAC, 1) il existe toujours un délai en mitose dans aurA mad2 et 2) il existe un délai entre la satisfaction du SAC et l’entrée en anaphase dans aurA. Comme l’entrée en anaphase est dépendante de la dégradation de la CycB et de la Sécurine via l’APC/C, nous avons analysé le comportement de la CycB (couplé à une étiquette GFP) par vidéo-microscopie en temps réel et observé un défaut de la régulation de la dégradation de cette dernière dans le mutant aurA ainsi que dans le double mutant aurA mad2. Ces observations nous ont permis de proposer un nouveau rôle pour la kinase AurA dans la régulation de la dégradation de la CycB en fin de mitose

Analysis of cellular proliferation and aneuploidy in sas-4 and aurA mutant in Drosophila melanogaster

Une surprolifération cellulaire associée à de l’aneuploïdie est un marqueur couramment retrouvé dans les cancers et une faible instabilité génétique peut-être un élément aggravant (sinon déclencheur) de la tumorigénèse. Récemment, il a été montré sur un modèle de cellules cancéreuses en culture qu’une forte aneuploïdie compromet la prolifération cellulaire en entraînant la mort de ces dernières. Au cours de ma thèse, nous avons souhaité tester si cette hypothèse se vérifiait in vivo en utilisant comme modèle, les tumeurs du système nerveux central de la larve de D. melanogaster. Nous avons fait le choix d’utiliser des mutants pour des gènes impliqués dans la formation du fuseau mitotique et la ségrégation des chromosomes (Sas-4 ou AurA) afin d’induire ces tumeurs. Pour générer l’aneuploïdie, nous avons choisi d’associer les mutations sas-4 ou aurA avec des mutations pour des gènes essentiels du SAC, Mad2 ou BubR1ken. Nous avons ensuite analysé par immunofluorescence et microscopie l’effet de la perte du SAC sur la prolifération des Nb. Pour sas-4, la perte du SAC cause l’apparition d’une forte aneuploïdie et une baisse du nombre de Nb associée à une forte réduction de taille des cerveaux. Cela compromet totalement la capacité des cerveaux mutants à induire des tumeurs lorsqu’on les injecte dans l’abdomen de mouches adultes saines. Dans le cas d’aurA, ni hausse de l’aneuploïdie dans le tissu ni baisse de la prolifération des Nbs n’ont été observés. Par ailleurs, la même forte proportion de mouches injectées avec des cerveaux aurA ou aurA mad2 développant une tumeur a été constaté. Afin de mieux comprendre pourquoi le mutant aurA ne réagit pas comme le mutant sas-4 à la déplétion du SAC, nous avons entrepris une analyse détaillée des mutants aurA et aurA mad2. Nous avons d’abord observé que, malgré la perte du SAC, 1) il existe toujours un délai en mitose dans aurA mad2 et 2) il existe un délai entre la satisfaction du SAC et l’entrée en anaphase dans aurA. Comme l’entrée en anaphase est dépendante de la dégradation de la CycB et de la Sécurine via l’APC/C, nous avons analysé le comportement de la CycB (couplé à une étiquette GFP) par vidéo-microscopie en temps réel et observé un défaut de la régulation de la dégradation de cette dernière dans le mutant aurA ainsi que dans le double mutant aurA mad2. Ces observations nous ont permis de proposer un nouveau rôle pour la kinase AurA dans la régulation de la dégradation de la CycB en fin de mitose.Cellular overproliferation associated with aneuploidy is a common hallmark of cancers. Low genetic instability may be a contributing factor of tumorigenesis. Recently, it was shown on a cellular cancer model in culture that strong aneuploidy compromises cell proliferation by causing cell death. During my thesis, we have test if this hypothesis was verified in vivo by using as a model, the tumours of the larval central nervous system of D. melanogaster. We decided to use mutants involved in mitotic spindle formation and chromosome segregation (Sas-4 or AurA) to induce these tumours. To generate aneuploidy, we chose to associate these mutations with mutations in genes essential for the SAC, Mad2 or BubR1ken. We then analysed the effect of the SAC depletion on the Nb proliferation. For sas-4, loss of the SAC leads to high aneuploidy and a decrease in Nb number associated with brain size reduction. It completely undermines the ability of mutant brain to induce tumors when injected into the abdomen of healthy adult flies. In the case of aurA, nor increase of aneuploidy in tissue or decrease in nb proliferation have been observed. Moreover, the same proportion of flies injected with aurA or aurA mad2 brains developed tumours. To better understand why the aurA mutant not react as the sas-4 mutant to the SAC depletion, we undertook a detailed analysis of aurA and aurA mad2 mutants. We first observed that despite the SAC depletion, 1) there is always a delay in mitosis in aurA mad2 and 2) there is a delay between SAC satisfaction and anaphase onset in aurA. Since anaphase onset is dependent of the CycB and Securine degradation via the APC / C, we analysed the behaviour of the CycB (coupled with a GFP tag) by real-time videomicroscopy and observed a defect in the regulation of CycB degradation in aurA and in the double aurA mad2 mutant. These observations lead us to propose a new role for AurA kinase in regulating the degradation of CycB at the end of mitosis

Drosophila Aurora A regulates mitotic timing in cancer stem cells: Possible therapeutic implications

International audienceLoss of Aurora A in Drosophila neuroblasts promotes loss of cell fate, leading to brain tumors. We showed that these tumor stem cells are delayed during mitosis and efficiently segregate their chromosomes even without the spindle assembly checkpoint. Here, we discuss the possible relevance of our results to human cancers

Characterisation of the visco(elasto-plastic damageable behavior of a glass/epoxy composite for the prediction of its service life

Les composites verre/époxy utilisés dans les pales d’hydroliennes sont extrêmement sollicités en fluage et en fatigue. Etant en contact permanent avec l’eau, ils subissent par ailleurs un vieillissement hydrique. Il s’agit donc dans cette étude d’étudier les couplages entre les effets visqueux décrits par des essais de fluage, dynamiques via des tests de fatigue et les dégradations induites par le vieillissement. Les tests de fluage montrent que l’élasto-visco-plasticité du matériau est causée par la matrice. Les paramètres d’une loi rhéologique de fluage à base thermodynamique sont identifiés pour caractériser le comportement du composite soumis à une sollicitation constante. Des essais de fatigue réalisés à différents rapports de charges et fréquences montrent que la rupture du composite ne dépend pas de la fréquence lorsque la contrainte moyenne appliquée est faible. Pour un grand rapport de charge, à de faibles fréquences, l’endommagement est piloté par le fluage tandis que les effets dynamiques conduisent à une ruine prématurée de la structure à hautes fréquences. Enfin, le composite vieilli se déforme bien plus en fluage que le matériau sain. L’objectif final est d’enrichir les modèles existants pour prendre en compte tous ces effets.Fatigue and creep phenomena are extremely present for glass/epoxy composites used in turbine blades. Being permanently in contact with water, there is also a water ageing effect. The aim of this study is to analyze the interactions between viscous effectsfrom creep tests, dynamic ones via fatigue experiments and damages induced by water ageing. Creep tests show that the elasto-visco-plastic behavior of the composite material is due to the matrix. The parameters of a rheological law based on thermodynamic considerations are identified in order to characterize the behavior of a composite under a constant stress.Fatigue tests are performed at different stress levels and frequencies and show that the rupture of the composite does not depend on the frequency when the applied stress is small. For big applied stress, at low frequencies, the damages are due to the creep effects whereas dynamic effects lead to the degradation of the structures at high frequencies. Moreover, the comparison of the creep data for composites after a few months of water ageing and the normal ones shows that the water ageing induce much more important strains. The final objective is to improve the existing models to take into account these effects

Spindle assembly checkpoint inactivation fails to suppress neuroblast tumour formation in aurA mutant Drosophila

International audienceTissue homeostasis requires accurate control of cell proliferation, differentiation and chromosome segregation. Drosophila sas-4 and aurA mutants present brain tumours with extra neuroblasts (NBs), defective mitotic spindle assembly and delayed mitosis due to activation of the spindle assembly checkpoint (SAC). Here we inactivate the SAC in aurA and sas-4 mutants to determine whether the generation of aneuploidy compromises NB proliferation. Inactivation of the SAC in the sas-4 mutant impairs NB proliferation and disrupts euploidy. By contrast, disrupting the SAC in the aurA mutant does not prevent NB amplification, tumour formation or chromosome segregation. The monitoring of Mad2 and cyclin B dynamics in live aurA NBs reveals that SAC satisfaction is not coupled to cyclin B degradation. Thus, the NBs of aurA mutants present delayed mitosis, with accurate chromosome segregation occurring in a SAC-independent manner. We report here the existence of an Aurora A-dependent mechanism promoting efficient, timed cyclin B degradatio

Etude du comportement visco-élasto-plastique endommageable d'un composite verre/époxy pour la prévision de la durée de vie

International audienceFatigue and creep phenomena are extremely present for glass/epoxy composites used in turbine blades. Being permanently in contact with water, there is also a water ageing effect. The aim of this study is to analyze the interactions between viscous effectsfrom creep tests, dynamic ones via fatigue experiments and damages induced by water ageing. Creep tests show that the elasto-visco-plastic behavior of the composite material is due to the matrix. The parameters of a rheological law based on thermodynamic considerations are identified in order to characterize the behavior of a composite under a constant stress.Fatigue tests are performed at different stress levels and frequencies and show that the rupture of the composite does not depend on the frequency when the applied stress is small. For big applied stress, at low frequencies, the damages are due to the creep effects whereas dynamic effects lead to the degradation of the structures at high frequencies. Moreover, the comparison of the creep data for composites after a few months of water ageing and the normal ones shows that the water ageing induce much more important strains. The final objective is to improve the existing models to take into account these effects.Les composites verre/époxy utilisés dans les pales d’hydroliennes sont extrêmement sollicités en fluage et en fatigue. Etant en contact permanent avec l’eau, ils subissent par ailleurs un vieillissement hydrique. Il s’agit donc dans cette étude d’étudier les couplages entre les effets visqueux décrits par des essais de fluage, dynamiques via des tests de fatigue et les dégradations induites par le vieillissement. Les tests de fluage montrent que l’élasto-visco-plasticité du matériau est causée par la matrice. Les paramètres d’une loi rhéologique de fluage à base thermodynamique sont identifiés pour caractériser le comportement du composite soumis à une sollicitation constante. Des essais de fatigue réalisés à différents rapports de charges et fréquences montrent que la rupture du composite ne dépend pas de la fréquence lorsque la contrainte moyenne appliquée est faible. Pour un grand rapport de charge, à de faibles fréquences, l’endommagement est piloté par le fluage tandis que les effets dynamiques conduisent à une ruine prématurée de la structure à hautes fréquences. Enfin, le composite vieilli se déforme bien plus en fluage que le matériau sain. L’objectif final est d’enrichir les modèles existants pour prendre en compte tous ces effets

Dual control of Kinesin-1 recruitment to microtubules by Ensconsin in Drosophila neuroblasts and oocytes

International audienceDrosophila Ensconsin (also known as MAP7) controls spindle length, centrosome separation in brain neuroblasts (NBs) and asymmetric transport in oocytes. The control of spindle length by Ensconsin is Kinesin-1 independent but centrosome separation and oocyte transport require targeting of Kinesin-1 to microtubules by Ensconsin. However, the molecular mechanism used for this targeting remains unclear. Ensconsin contains a microtubule (MT)-binding domain (MBD) and a Kinesin-binding domain (KBD). Rescue experiments show that only full-length Ensconsin restores the spindle length phenotype. KBD expression rescues ensc centrosome separation defects in NBs, but not the fast oocyte streaming and the localization of Staufen and Gurken. Interestingly, the KBD can stimulate Kinesin-1 targeting to MTs in vivo and in vitro We propose that a KBD and Kinesin-1 complex is a minimal activation module that increases Kinesin-1 affinity for MTs. Addition of the MBD present in full-length Ensconsin allows this process to occur directly on the MT and triggers higher Kinesin-1 targeting. This dual regulation by Ensconsin is essential for optimal Kinesin-1 targeting to MTs in oocytes, but not in NBs, illustrating the importance of adapting Kinesin-1 recruitment to different biological contexts

Aurora A promotes chromosome congression by activating the condensin-dependent pool of KIF4A

Aurora kinases create phosphorylation gradients within the spindle during prometaphase and anaphase, thereby locally regulating factors that promote spindle organization, chromosome condensation and movement, and cytokinesis. We show that one such factor is the kinesin KIF4A, which is present along the chromosome axes throughout mitosis and the central spindle in anaphase. These two pools of KIF4A depend on condensin I and PRC1, respectively. Previous work has shown KIF4A is activated by Aurora B at the anaphase central spindle. However, whether or not chromosome-associated KIF4A bound to condensin I is regulated by Aurora kinases remain unclear. To determine the roles of the two different pools of KIF4A, we generated specific point mutants that are unable to interact with either condensin I or PRC1 or are deficient for Aurora kinase regulation. By analyzing these mutants, we show that Aurora A phosphorylates the condensin I–dependent pool of KIF4A and thus actively promotes chromosome congression from the spindle poles to the metaphase plate