Implication des protéines de la famille Bcl-2 dans la régulation des flux calciques au cours du développement embryonnaire précoce du poisson zèbre

Implication of Bcl-2 family proteins in calcium fluxes regulation during early zebrafish development

• Auteur / Autrice : Benjamin Bonneau
• Direction : Germain Gillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 17/10/2013
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon
• Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Martinou
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jan Parys
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Vriz, Marc Moreau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Calcium

Stades embryonnaires

Gène BCL-2

Apoptose

Mots clés libres

Bcl-2

Calcium

Poisson zèbre

Développement embryonnaire

IP3R

IP3

Apoptose

Bcl-2

Calcium

Zebrafish

Early development

IP3R

IP3

Apoptosis

Résumé

L'apoptose est un processus cellulaire fondamental pour l'homéostasie tissulaire. Ce type de mort cellulaire est sous le contrôle des protéines de la famille Bcl-2 qui régulent la perméabilité de la membrane externe de la mitochondrie. Cependant, au-delà de leur rôle dans le contrôle de l'apoptose, les protéines de la famille Bcl-2 peuvent intervenir dans d'autres processus tels que le cycle cellulaire ou le métabolisme. Au sein du laboratoire, nous nous intéressons tout particulièrement aux rôles non-apoptotiques des protéines Bcl-2 au cours du développement embryonnaire. Grâce à l'utilisation du poisson zèbre, nous avons pu montrer que les protéines de la famille Bcl-2 contrôlent différents processus au cours du développement grâce à leur capacité à réguler l'homéostasie calcique. En effet, nous avons montré que la protéine anti-apoptotique Nrz participe au remodelage du cytosquelette d'actine au cours de l'épibolie en régulant la concentration de calcium cytosolique par son interaction avec le récepteur à l'IP3 (IP3R). Nous avons de plus pu montrer que Nrz diminue la sortie de calcium du réticulum endoplasmique en inhibant la fixation de l'IP3 sur son récepteur. Nous avons également identifié un nouveau membre pro-apoptotique de la famille Bcl-2, Bclwav, spécifiquement exprimée chez les poissons et le xénope. Cette protéine participe à la régulation de l'homéostasie calcique mitochondriale en interagissant avec VDAC. Nous avons de plus montré que cette activité est essentielle pour les mouvements de convergence et d'extension au cours du développement embryonnaire précoce du poisson zèbre

Apoptosis is a key cellular process for tissue homeostasis. Apoptotic cell death is under control of Bcl-2 family proteins which regulate outer mitochondrial membrane permeability. However, beyond their role in apoptosis, Bcl-2 family proteins are also involved in other cellular processes such as cell cycle or metabolism. In our laboratory we are interested in non-apoptotic functions of Bcl-2 family proteins in embryonic development. Using zebrafish model we have shown that Bcl-2 proteins control different processes during early development thanks to their ability to regulate calcium homeostasis. Indeed, we have shown that the anti-apoptotic protein Nrz participates in actin cytoskeleton remodeling during epiboly by regulating cytosolic calcium concentration via an interaction with the IP3 receptor (IP3R). We have also demonstrated that Nrz decreases calcium release from the endoplasmic reticulum by inhibiting IP3 fixation on its receptor. We have furthermore identified a new pro-apoptotic member of Bcl-2 family, Bcl-wav which is expressed only in fish and frogs. This protein regulates mitochondrial calcium homeostasis by interacting with VDAC. We have moreover shown that this activity is essential for convergence and extension movements during early zebrafish development