Identification de la voie de signalisation TGF-ß comme frein moléculaire de la fusion musculaire in vivo chez l'embryon de poulet

Identification of TGF-ß signalling as a molecular brake of muscle fusion in vivo in the chicken embryo

• Auteur / Autrice : Julie Melendez
• Direction : Christophe Marcelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 30/06/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut NeuroMyoGène (Lyon ; 2016-2021)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Kathrin Gieseler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Marcelle, Franck Schnorrer, Jean-François Côté, Marianne Bronner-Fraser, Valérie Castellani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Schnorrer, Jean-François Côté

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fusion musculaire

Facteurs de croissance transformants

Myogénèse

Muscles striés

Mots clés libres

TGF-β

Fusion

Myoblaste

Embryon

Poulet

Muscle

TGF-β

Myoblast

Embryo

Chicken

Muscle

Fusion

Résumé

Les muscles squelettiques sont formés de fibres multinuclées. La fusion musculaire est un processus essentiel qui débute lors de l’embryogenèse et perdure à l’âge adulte pour la croissance et la régénération des muscles. La fusion est finement régulée dans le temps et l’espace. En effet, trop de fusion conduit à une hausse aberrante de la masse musculaire, alors qu’un défaut de fusion peut induire une mauvaise formation ou réparation des muscles. La fusion est étudiée depuis des années et de nombreux gènes ont été identifiés comme étant impliqués dans ce processus. La majorité d’entre eux sont nécessaires à la fusion : pour les étapes de reconnaissance, d’adhésion, de réarrangement de l’actine ou de régulation transcriptionelle. Récemment, de nouveaux gènes cruciaux pour la fusion ont été identifiés, tels que Myomaker ou Myomerger. Bien que les mécanismes cellulaires de la fusion soient bien compris, leurs régulations moléculaires restent à éclaircir. Le but de mon travail a été de comprendre la dynamique et les mécanismes moléculaires à la base de la fusion lors des premières étapes de formation des muscles. Plus particulièrement d’identifier des inhibiteurs de la fusion. Notre laboratoire a donc réalisé un crible esiRNA en cellules C2C12 qui a permis d’identifier un grand nombre de gènes régulant la fusion. Parmi eux, la superfamille TGF- était surreprésentée et identifiée comme inhibitrice de la fusion. Durant ma thèse, j’ai utilisé des techniques d’hybridation in situ et d’électroporation in ovo sur l’embryon de poulet afin de caractériser le rôle de la voie de signalisation TGF- in vivo lors de la myogenèse. J’ai démontré que la voie de signalisation TGF- inhibe la fusion myoblastes in vivo chez l’embryon de poulet. De plus, cette inhibition est médiée par un mécanisme de complémentation du récepteur. Enfin, la durée de cette inhibition régule la période entre chaque cycle de fusion, et donc la vitesse de cette dernière.

Skeletal muscles are formed of multinucleated fibers. Muscle fusion is a crucial process that starts during embryogenesis and continues throughout lifetime during growth and repair. Fusion is tightly regulated in time and space. In fact, over-fusion leads to aberrant muscle masses whereas defect in fusion induces abnormal formation and/or repair of the muscles. The fusion process has been studied for years and many genes are known to be involved in this process. Most of them are required for fusion: during cell-cell recognition, adhesion, actin rearrangement or for transcriptional regulation. This field of research is still in expansion, recently new crucial pro-fusion genes have been identified, such as Myomaker and Myomerger. Even if the cellular events of fusion are well understood, the cellular and molecular mechanisms regulating fusion are more obscure. The goal of my work was to understand the dynamics and molecular mechanisms underlying this process during early muscle formation, particularly to identify inhibitors of fusion. A C2C12 esiRNA screen performed in our lab identified a number of genes involved in fusion regulation. Among them, the TGF- superfamily was identified as inhibitor of fusion without impacting on muscle differentiation. During my thesis I used in situ hybridization and in ovo electroporation in the chicken embryo to decipher the role of TGF- signaling in vivo during myogenesis. I show that TGF- regulates the pace of fusion by acting as a molecular brake of muscle fusion in vivo during the first step of myogenesis.