Régulation de la protéine centrale de la polarité planaire cellulaire Vangl2 dans l’organe de Corti

par Arnaud Giese

Thèse de doctorat en Sciences, technologie, santé. Biologie cellulaire et physiopathologie

Sous la direction de Mireille Montcouquiol.

Soutenue le 02-12-2010

à Bordeaux 2 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux) .

Le président du jury était Marc Landry.

Le jury était composé de André Le Bivic, Cécile Duplàa.

Les rapporteurs étaient Nathalie Spassky, Aziz El Amraoui.


  • Résumé

    Outre leur polarité apico-basale, certaines cellules épithéliales développent une seconde polarité, appelée Polarité Planaire Cellulaire (PCP). L'axe de la PCP est orienté perpendiculairement à l'axe de polarité apico-basale et régit l'orientation uniforme de certaines structures, comme les poils ou cils, non seulement à l'échelle de la cellule mais également au sein du tissu. L'épithélium cochléaire est l'un des meilleurs modèles d'étude de PCP chez les mammifères. En effet, les cellules neuro-épitheliales qui le composent, soutenues par des cellules de soutien, présentent à leur apex, des touffes ciliaires dont l'orientation est parfaitement coordonnée par la voie de la polarité planaire. Les deux premiers gènes impliqués dans la PCP chez les mammifères, Vangl2 et Scrib1, ont été identifiés sur la base du phénotype de la cochlée chez les mutants. L'analyse de la localisation de Vangl2 dans l'organe de Corti a également révélé une localisation asymétrique proximo-distale et transitoire de la protéine, perpendiculaire à l'axe apico-basal classique. Cette asymétrie apparaît à la jonction entre deux types cellulaires : une cellule sensorielle ciliée et une cellule de soutien. J'ai pu montrer au cours de mes travaux de thèse que cette asymétrie était majoritairement due à une accumulation de Vangl2 du côté distal des cellules de soutien, et que dans une moindre mesure, Vangl2 pouvait ségréger du côté distal des cellules ciliées. Cette localisation subcellulaire très précise et limitée dans l'espace semble être indépendante de l'expression du gène Scrib1 dans les cellules ciliées. La délétion du gène Scrib1 dans les cellules ciliées m'a toutefois permis de mettre en évidence que ce gène avait un rôle autonome dans la régulation de la PCP, et que les cellules de soutien de l'organe de Corti pouvaient jouer un rôle prépondérant dans le contrôle de la PCP. Mes travaux ont également permis de mettre en évidence que GIPC1 avait un rôle dans la régulation de la PCP et le maintien de l'intégrité des touffes ciliaires des cellules sensorielles, et que le complexe GIPC1/Myosine VI pouvait réguler l'établissement de l'asymétrie de Vangl2 dans l'organe de Corti.

  • Titre traduit

    Regulation of the core planar cell polarity protein Vangl2 in the organ of Corti


  • Résumé

    Several epithelia exhibit a second polarity perpendicular to the apico-basal axis, called planar polarity and that governs the orientation of structures such as stereocilia and hear. Our laboratory studies planar polarity, using mammalian cochlear sensory epithelium and we focus our studies on Vangl2, that we identified as the first mammalian planar polarity gene. Vangl2 encodes a four-transmembrane protein that contains a PDZ binding domain in its C-terminus tail. Vangl2 is asymmetrically located at the junction between mechanosensory hair cells and supporting cells, and this asymmetry appears important for planar cell polarity. I have shown in my thesis, using STED microscopy, that Vangl2 asymmetry is mainly due to an accumulation of Vangl2 to the distal side of supporting cells. I sought to dissect the molecular role of Vangl2 by analysing its trafficking within the cochlear epithelium. Deletion analysis shows that the last 12 amino acids, unlike its N-terminus tail are essential for Vangl2 endoplasmic reticulum sorting, its plasma membrane targeting and its function. Conditional mutant mice analysis show that Scrib1, which we have previously shown, interacts with Vangl2 through the PDZ binding domain of its C-terminal tail, is not the protein mediating this asymmetry. My work also highlight that GIPC1 had a role in the regulation of PCP and maintaining the integrity of hair bundles of sensory cells, and that the complex GIPC1/Myosin VI could regulate Vangl2 asymmetry in the organ of Corti.


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