Thèse: Emilie GUILLON

Emilie GUILLON de l'équipe de Florence RUGGIERO (Biologie et pathologie des matrices extracellulaires) soutiendra sa thèse intitulée:

"Etude fonctionnelle du collagène XV-B dans le développement du système neuromusculaire du poisson zèbre"

Cet évènement aura lieu le 10 juillet à 14h00 dans l'amphithéâtre SVT (ENS, site Monod)

Résumé:

Dès leur sortie de la moelle épinière, les axones moteurs suivent un trajet stéréotypé jusqu'à leur cible musculaire en périphérie, guidés par de nombreux signaux moléculaires. Parallèlement aux molécules de guidage classique diffusibles, les molécules de la matrice extracellulaire constituent des balises moléculaires qui guident les axones moteurs tout au long de leur trajectoire. Le collagène XV (COLXV) est un collagène associé aux lames basales qui est codé par deux paralogues chez le poisson zèbre. Notre laboratoire a précédemment montré que col15a1a était exprimé uniquement au niveau de la notochorde et que ce paralogue contribuait au développement musculaire par modulation de la voie Hedgehog.

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Au cours de ma thèse, nous avons déterminé le patron d’expression du second paralogue col15a1b au cours du développement et caractérisé la structure primaire de la protéine COLXV-B. De manière intéressante, col15a1b est exprimé transitoirement au cours du développement du tronc, spécifiquement par les cellules adaxiales au cours de leur différenciation en fibres musculaires lentes. Les cellules adaxiales représentent une importante source de molécules de la matrice extracellulaire constitutive du chemin des axones moteurs en croissance. Ainsi, nous avons décidé de déterminer la fonction de col15a1b au cours du développement du système neuromusculaire. Des doubles immunomarquages avec des anticorps que nous avons générés pour reconnaître COLXV-B et des marqueurs cellulaires particuliers ont montré que COLXV-B pavait la trajectoire commune des axones moteurs bien avant l’entrée des axones dans le myotome et persistait dans cette région au moment de la croissance axonale. L’expression d’une forme dominant négative de la PKA dans les embryons sauvages et la détection immunologique de COLXV-B dans les mutants unplugged ont montré que l’expression de col15a1b dépend de la voie de signalisation Hedgehog tandis que l’organisation particulière de COLXV-B dans le trajet des axones moteurs est liée à l’activité du gène unplugged/MuSK.

Conformément à son expression dans les cellules adaxiales et à sa localisation dans le trajet des axones moteurs, l’inhibition de l’expression de col15a1b par injection de morpholinos (1) altère la différenciation des cellules adaxiales en augmentant le nombre de fibres pionnières et (2) provoque l’arrêt des axones des motoneurones primaires au niveau du point de choix où se fait la sélection des trajectoires. L’absence de la protéine dans le trajet commun provoque également des troncations ou des erreurs de trajectoire des motoneurones secondaires au niveau de ce point de choix. Ce défaut d’innervation s’accompagne d’une atrophie musculaire chez les morphants col15a1b et conduit à un comportement de nage anormal en réponse à une stimulation. Ces données ont permis de montrer de façon inattendue que COLXV-B dont le dépôt dans la trajectoire des axones moteurs est sous la dépendance du signal unplugged/MuSK permet de guider la prise de décision des axones au niveau du point de choix. La conservation de la synthénie entre col15a1b et COL15A1, la similarité du patron d’expression de col15a1b avec celui de COL15A1 ainsi que la similarité de séquence de COLXV-B avec ses homologues mammifères suggèrent que COL15A1 pourrait avoir une fonction identique chez l’humain et représenter une gène candidat pour les maladies neuromusculaires.

Mots clés: Matrice extracellulaire ; Poisson zèbre ; Progéniteurs musculaires ; Guidage axonal ; Signalisation.