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Theses

The role of cytonemes in the Hh secretion in Drosophila melanogaster

Résumé : Notre laboratoire étudie une molécule de morphogène appelée Hedgehog (Hh) utilisant Drosophila melanogaster comme modèle animal. La voie de signalisation Hh est conservée au cours de l'évolution, des invertébrés aux vertébrés, et joue un rôle régulateur dans divers aspects du développement animal et de l'homéostasie tissulaire, tels que le renouvellement cellulaire, la réparation tissulaire et la régénération d'organes. Hh est une molécule bi-lipidique modifiée par le cholestérol au niveau de son extrémité C-terminale et par l'acide palmitique au niveau de son extrémité N-terminale, et se lie donc étroitement à la membrane plasmique. Bien que la molécule soit hydrophobe, elle exerce sa fonction sur une longue distance. Un moyen particulier utilisé par les cellules pour communiquer repose sur un mécanisme basé sur des contacts directs entre cellules via de longues extensions de filopodes à base d'actine, appelées cytonèmes. Cette nouvelle modalité de transfert d’informations est au coeur de mon projet actuel. Dans ce travail, nous avons étudié le rôle des cytonèmes dans un tissu épithélial polarisé, appelé disque imaginal de l'aile, tissu précurseur de la larve à partir duquel les ailes adultes se développent. Les cytonèmes ont été largement étudiés dans ce tissu avec l'utilisation de la surexpression d'une protéine marquée par fluorescence appelée Interference of Hedgehog (Ihog). L'expression d'Ihog est une protéine qui peut être utilisée pour stabiliser ces longues extensions membranaires, sans quoi elles sont trop fragiles et détruites par les agents de fixation classiques. Nous présentons ici Ihog, Hh et Dispatched (Disp) comme des acteurs importants de la croissance des cytonèmes. En l'absence de différents domaines Ihog, nous avons constaté une réduction significative de la longueur et du nombre de cytonèmes. En outre, la perte totale de fonction Ihog et de son homologue Boi, réduit le nombre et la longueur des cytonèmes, sans pour autant affecter l’activité à longue distance de Hh. En absence de Hh, la longueur des cytonèmes est réduite, sans modification du nombre de cytonèmes. Avec ce travail, nous proposons une nouvelle fonction non canonique de Hh sur la croissance du cytonème. Pour comprendre le rôle des cytonèmes dans la sécrétion de Hh, nous avons également analysé des disques entièrement mutants pour disp. Chez les mutants disp, l’activité longue distance de Hh est fortement restreinte aux cellules qui juxtapose la source de Hh. En augmentant le nombre et la longueur des cytonèmes contenant Hh dans le mutant disp, nous montrons que la présence de Hh sur ces structures n’est pas suffisante pour activer la voie à longue distance. En conclusion, bien que les protéines susmentionnées contribuent à la structure des cytonèmes, nous n'avons pu mesurer de corrélation directe entre la longueur des cytonèmes et l’activité à longue distance de Hh. Enfin, nous avons voulu corréler l’apparition des cytonèmes avec l’établissement du gradient de Hh in vivo. Pour ce faire, nous avons développé un deuxième modèle alternatif permettant d’étudier la formation de cytonèmes: le modèle des histoblastes abdominaux, que nous pouvons utiliser pour analyser la formation et la dynamique des extensions de membrane chez les animaux vivants. En particulier, nous avons examiné deux nids d'histoblastes dorsaux, où le groupe de cellules postérieures produit Hh et le groupe de cellules antérieures répond au signal Hh. Nos résultats indiquent que l'établissement du gradient de Hh a lieu avant la juxtaposition des deux nids et en l'absence de cytonèmes. Nous avons donc proposé que les cytonèmes qui dépendent de Ihog ne sont pas impliqués dans les premières étapes de l’établissement du gradient de Hh. En conclusion, nos travaux montrent que Hh, bien qu’il soit nécessaire à la croissance du cytonème, n’utilise pas cette structure pour un transport à longue distance, mais certainement pour permettre une communication à courte distance.
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Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, February 26, 2020 - 9:45:18 AM
Last modification on : Tuesday, May 26, 2020 - 6:50:46 PM
Document(s) archivé(s) le : Wednesday, May 27, 2020 - 2:07:37 PM

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  • HAL Id : tel-02490361, version 2

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Caterina Novelli. The role of cytonemes in the Hh secretion in Drosophila melanogaster. Molecular biology. Université Côte d'Azur, 2019. English. ⟨NNT : 2019AZUR4015⟩. ⟨tel-02490361v2⟩

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