Contrôle génétique et propriétés de cellules souches musculaires chez Drosophila melanogaster

Abstract

Ces dernières années, des cellules souches musculaires ont été identifiées chez la drosophile. Ces cellules, nommées les précurseurs de muscles adultes (AMPs) ont des caractéristiques similaires aux cellules souches musculaires (cellules satellites) présentent chez les vertébrés. L'analyse des cellules AMP chez la drosophile, un modèle simple et adapté aux analyses génétiques est une alternative afin d'apporter de nouvelles données sur les cellules souches musculaires. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé à déterminer l'origine, la morphologie ainsi que les voies de signalisation impliquées dans la détermination des cellules AMP. Cette étude a permis d'établir l'origine d'une sous-population de cellules AMP, les cellules AMP latérales (LAMP). Celles-ci sont issues de progéniteurs musculaires spécifiques caractérisés par l'expression des gènes ladybird (lb) et krüppel. L'analyse morphologique des cellules AMP a ensuite montré l'existence de prolongements membranaires permettant l'établissement de connexions physiques entre elles. Enfin, une analyse détaillée de la voie de signalisation EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) a montré son rôle essentiel dans la spécification de la majorité des cellules AMP. Au niveau des cellules LAMP, la fonction de la voie EGFR s'effectue via la régulation directe des gènes lb nécessaires à leur identité cellulaire. Un effet protecteur plus tardif de la voie EGFR vis-à-vis des cellules AMP est également envisagé. La régulation des cellules satellites impliquant également la voie de signalisation EGFR et les gènes ladybird, nos résultats montrent l'existence de voies de signalisation communes entre les cellules souches musculaires présentes chez la drosophile et chez les vertébrés. Dans une 2ème partie, je me suis intéressé à déterminer la fonction musculaire d'un nouveau gène (CG10576) dont l'homologue vertébré, Ebp1 (ErbB3 binding protein 1) est impliqué dans la voie de signalisation EGFR. Des résultats préliminaires suggèrent une fonction de la protéine CG10576 au niveau du maintien de l'intégrité du tissu musculaire. Cette fonction pouvant être liée à son interaction avec le facteur de transcription SO (Sine Oculis) dont l'homologue vertébré Six1 est essentiel à la myogenèse. Des analyses complémentaires devraient permettre de définir la fonction précise des gènes CG10576 et SO au cours de la mygenèse.Recently, muscle stem cells with properties similar to satellite cells have been identified in Drosophila. These cells called adult muscle precursors (AMPs) represent a new model well adapted for genetic analyses and well suited for providing new insights into biology of muscle stem cells. During my PhD trainning I have analysed the origin, the morphology and signaling pathways implicated in specification of AMPs. My work has led to the identification of the progenitor cell expressing two genes ladybird (lb) and Kruppel (Kr) from which arise lateral AMPs (LAMPs). Morphological analyses allowed to identify long cellular processes sent by AMP cells that make them interconnected. Finally, detailed functional analysis of EGFR pathways components has revealed their critical role in specification of the majority of AMPs. In LAMPs, EGFR functions via direct regulation of lb genes, which are required for cellular identity of lateral AMPs. In later stages EGFR pathways is likely to protect AMPs from apoptosis. Interestingly, the antiapoptotic activity of EGFR and the specific expression of ib orthologue, Lbx1 have also been reported in satellite cells, strongly suggesting that common genetic mechanisms operate in Drosophila and in vertebrate muscle stem cells. A second part of my PhD project was dedicated to analyse the role of a new gene (CG10576) whose vertebrate homologue, Ebp1 (ErbB3 binding protein 1) is involved in EGF signaling pathway. In situ hybridisation and antibody staining showed that CG10576 is expressed exclusively in differentiating muscle fibers. Preliminary data revealed that CG10576 is required for late aspects of muscle differentiation and muscle patterning. This function is likely to be due to the interactions with transcription factor Sine Oculis (SO) with which CG10576 is coexpressed and whose vertebrate homologue Six1 plays an essential role in myogenesis. Additional analyses are required to define the precise role of CG10576 and SO during myogenesis and their link with the EGFR pathway.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocSudocFranceF