Différenciation des cellules germinales murines : initiation et recombinaison méiotique

Murine germ cells differentiation : meiotic initiation and recombination

• Auteur / Autrice : Benoît Souquet
• Direction : Gabriel Livera
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génomes, épigénomes, destin cellulaire
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Foetus

Protéine Nodal

Facteur de transcription MSX-1

Méiose

Cellules germinales

Résumé

L'objectif de mon travail a été d'identifier de nouveaux mécanismes impliqués dans la régulation de l'entrée en méiose des cellules germinales (CG). Dans un ovaire les CG entrent en méiose durant la vie fœtale alors que dans les testicules fœtaux la méiose des CG est inhibée et elles n'entrent en méiose qu'à partir de la puberté. Nous avons mis en évidence deux nouveaux facteurs dans les CG fœtales, impliqués dans la régulation de l'initiation en méiose: 1) Nodal, appartenant à la super famille du TgfJ3, est exprimé dans le testicule foetal et semble agir de façon autocrine 2) les gènes à homéodomaine Msx1 et 2 sont exprimés dans l'ovaire fœtal. L'inhibition de la voie Nodal est corrélée à l'initiation de la méiose et sa stimulation dans les ovaires fœtaux prévient en partie l'entrée en méiose. D'autre part, la double invalidation de Msx1/Msx2 prévient l'entrée en méiose des CG ovariennes, la majorité de celles-ci restent bloquées dans un état préméiotique avant de mourir par apoptose. Ces deux facteurs réguleraient de façon opposée l'entrée en méiose des CG fœtales. En parallèle de ces travaux, nous avons identifié pour la première fois un nouveau gène que nous avons baptisé «Meiosis spécifie with OB domains» (Meiob), nécessaire à la fertilité. Meiob est conservé chez les métazoaires mais est absent du génome des protozoaires et des plantes. Meiob possède des domaines de liaison à l'ADN simples brins fonctionnels et est spécifiquement exprimé dans les CG en début de prophase I de méiose. L'invalidation de Meiob, prévient l'appariement des chromosomes homologues, la recombinaison méiotique et induit l'apoptose des CG. L'invalidation de Meiob déstabilise les recombinases Rad51/Dmc1 après leur chargement aux sites de recombinaison homologue expliquant alors l'ensemble des phénotypes des mutants. Nous avons donc découvert un nouvel acteur nécessaire à la méiose.

The aim of my work was to identify new mechanisms involved in germ cell (GC) meiotic initiation. In ovaries, GC meiosis entry occurs during fetal life while in fetal testis meiosis is inhibited and meiosis occur from puberty. We discovered two new factors in fetal GC implicated in meiosis entry: 1) Nodal belong to Tgf(3 superfamily and is expressed in fêtai testis 2) homeobox genes Msxl and 2 are expressed in fetal ovary. Nodal signaling pathway inhibition correlated with meiosis initiation and Nodal pathway stimulation in fetali ovaries partially prevents meiosis initiation. On the other hand, Msxl/ Msx2 double knock out prevent GC meiosis entry in fetal ovaries, most of GC stay in premeiotic state and died by apoptosis. Both factors could regulate fetal GC meiosis entry oppositely. We also identify for the first time a new gene «Meiosis specific with OB domains» (Meiob) necessary for fertility. Meiob is conserved among metazoan but lack in protozoan and plant genomes. Meiob contain functional single strand DNA domains and is specifically expressed in GC during meiosis prophase I. Meiob knock out prevents homologous chromosome pairing, meiotic recombination and induces GC apoptosis. Meiob knock out destabilized Rad51/Dmcl after their loading in homologous recombination sites, explaining ail mutants phenotypes. So we discovered a new gene necessary for meiosis.