Rôle de la myosine II non musculaire dans la cytocinèse et l'embryogénèse précoce chez la drosophile

Role of non muscle myosin II during cytokinesis and early embryogenesis in drosophila

• Auteur / Autrice : Anne Royou
• Direction : Roger Karess
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Drosophiles

Ontogenèse

Myosines

Mots clés libres

@Cytocinèse

@Embryogénèse

@Cellularisation

Résumé

Lors des premiers cycles de division de l'embryon de drosophile, les noyaux, formant un syncytium, migrent vers les pôles par un mécanisme encore mal défini. En suivant la dynamique de la protéine chimère: chaîne légère de la myosine-GFP (RLC-GFP) dans les embryons vivants, nous avons observé des cycles de recrutement cortical de la myosine en coordination avec les cycles mitotiques. La myosine corticale apparaît au cycle 5 sous forme d'une tâche au tiers antérieur de l'embryon. À chaque nouveau cycle, cette tâche s'étale vers les pôles en se dispersant à chaque début de mitose et en réapparaissant en fin de télophase. Chaque recrutement de la myosine s'accompagne d'une contraction du cortex. Le recrutement cortical de la myosine ne dépend ni des microtubules ni de l'actine, mais dépend de l'activité du MPF. Une RLC mutée sur ses sites de phosphorylation inhibiteurs reste fonctionnelle et n'a aucun effet sur les cycles corticaux de la myosine. Le MPF module donc l'activité de la myosine par un autre mécanisme que via la phosphorylation de ces sites. Nous proposons un modèle de l'expansion axiale des noyaux où les cycles de contraction du cortex provoqués par la myosine et régulés par l'activité du MPF, sont responsables du mouvement des noyaux syncitiaux vers les pôles de l'embryon. L'embryogenèse précoce est également caractérisée par deux évènements d'invagination de membrane présentant des similitudes avec la cytocinèse: la formation du pseudo sillon de clivage et la cellularisation. Grâce à la RLC-GFP, nous avons suivi la dynamique de la formation des sillons et le comportement de la myosine, dans les conditions normales et après injection de drogues. Ces observations nous ont conduit à développer un nouveau modèle de la cellularisation qui divise cet évènement en deux processus distincts: l'invagination du sillon perpendiculaire à la surface de l'embryon dépendante des microtubules, et la fermeture basale des cellules qui requiert l'actine et la myosine.

In early syncytial Drosophilae embryos, the nuclei undergo a dramatic migration towards the poles. The cellular mechanisms driving this process are unclear. By following regulatory myosin light chain-GFP (RLC-GFP) dynamics in living embryos, we observed cycles of myosin recruitment to the cortex, synchronized with mitotic cycles. Cortical myosin is first seen in a patch at the antero-central part of the embryo at cycle 5. With each succeeding cycle the patch expands poleward, dispersing at the beginning of each mitosis, and reassembling at the end of telophase. Each cycle of myosin recruitment is accompanied by a cortical contraction. The cortical myosin cycle does not depend on F-actin, nor microtubules, but depends on MPF activity. A mutant RLC lacking inhibitory phosphorylation sites was fully functional, with no effect on the cortical myosin cycle. MPF therefore must be modulating myosin activity through a mechanism other than phosphorylation at these sites. These studies suggest a model in which cycles of myosin-mediated contraction and relaxation, tightly linked to MPF activity, are directly responsible for the axial expansion of the syncytial nuclei. The syncytial embryo is also characterizes by two kinds of membrane invagination events believed to be mechanistically related to conventional cytokinesis: metaphase furrow formation and cellularization. We have examined the role of myosin in these cytokinesis-related processes. With the myosine marker RLC-GFP, we refine the dynamics of furrow invagination, in both normal and experimentally perturbed embryos, and we test the influence of actin and tubulin on myosin behavior. We find that the actual forces creating these membrane invaginations are independent of myosin activity. Finally we propose a model for cellularisation, dividing it into two distinct processes, furrow ingression, which requires microtubules; and an independently regulated basal closure of the columnar cells, requiring myosin and actin.