Explorer le lien entre microtubules et formation des circuits moteurs par l’analyse de l’interactome de la Fidgetin-like 1

Exploring microtubule-based motor circuit wiring via the analysis of the Fidgetin-like 1 interactome

• Auteur / Autrice : Melody Atkins
• Direction : Jamilé Hazan, Coralie Fassier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 03/04/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neurosciences Paris-Seine (2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Christine Métin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Saudou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fanny Mann, Bettina Schmid

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microtubules

ATPases

Flux axonal

Mots clés libres

Fidgetin-Like 1

Kif1b

Bicd1

Navigation axonale

Transport axonal

Poisson zèbre

Fidgetin-Like 1

Axon navigation

Axonal transport

Zebra fish

Résumé

Lors du développement du système nerveux, la formation de circuits fonctionnels dépend de la capacité des axones à traduire les signaux de guidage perçus dans l’environnement en un remodelage morphologique du cône de croissance, afin qu’il atteigne les bonnes cibles synaptiques. Différentes machineries cellulaires sous-tendent ce remodelage, tels que le trafic membranaire et le cytosquelette. Mon équipe de thèse a identifié l’ATPase Fidgetin-like 1 (Fignl1) comme un acteur phare de la navigation axonale des neurones moteurs spinaux de poisson zèbre, par sa régulation de la dynamique des microtubules. Ma thèse a consisté à préciser les mécanismes cellulaires et moléculaires par lesquels la Fignl1 régule la navigation axonale, en initiant l’analyse de l’interactome de cette ATPase. Une approche gêne candidat, basée sur Rad51 – le seul partenaire d’interaction publié de Fignl1 –, a ainsi pu révéler le rôle de cette recombinase dans la navigation axonale des neurones moteurs spinaux du téléoste, et son association potentielle avec Fignl1 lors de ce processus. D’autre part, l’analyse d’un crible double hybride m’a conduite à identifier un nouveau mécanisme impliquant la Fignl1 en tant que régulateur clé du trafic vésiculaire rétrograde au sein d’axones en développement. Enfin, en me concentrant sur la voie de signalisation netrin 1/DCC, j’ai initié la caractérisation des signalisations de guidage régulant le comportement giratoire du cône de croissance par le biais de la Fignl1. Mes travaux de thèse établissent ainsi le rôle central de la Fignl1 dans la navigation axonale, par ses fonctions multiples dans le remodelage du cytosquelette et la régulation du trafic membranaire.

During nervous system development, the wiring of functional circuits requires developing axons to accurately sense and translate environmental guidance signals into morphological changes of the growth cone, enabling it to reach the right synaptic targets. This growth cone remodelling is mediated by the concerted action of different intracellular machineries, such as membrane trafficking and the cytoskeleton. My PhD team has recently identified the Fidgetin-like 1 ATPase (Fignl1) as a critical player of zebrafish spinal motor axon navigation, via its regulation of microtubule dynamics. The aim of my PhD was to further unravel the cellular and molecular mechanisms by which Fignl1 regulates axon navigation, via the analysis of the Fignl1 interactome. A candidate gene approach, focused on the sole published Fignl1 binding partner – Rad51 – first revealed a role for this recombinase in zebrafish motor axon pathfinding, and its potential association with Fignl1 in this process. Additionally, a global approach – based on a yeast two-hybrid screen – led to the identification of a new mechanism involving Fignl1 as a key regulator of retrograde vesicular trafficking in navigating axons. Finally, using the netrin-1/DCC candidate pathway, I have initiated the characterisation of upstream signalling cascades converging onto Fignl1 to regulate axon navigation. Taken together, my PhD results highlight the multifaceted role of Fignl1 in axon pathfinding, via its multiple functions in the regulation of cytoskeletal dynamics and membrane trafficking.